專利名稱：一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉動(dòng)力電池回收利用方法，尤其涉及一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法。
背景技術(shù)：
動(dòng)力電池，是指為工具提供動(dòng)力來(lái)源的電源，其具有高能量、高功率、高倍率放電、工作溫度范圍寬、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。電動(dòng)汽車所用的是由多個(gè)電池單體構(gòu)成的動(dòng)力電池組，它是由數(shù)百個(gè)電性能一致性較好的動(dòng)力電池組成。動(dòng)力電池決定著電動(dòng)汽車的性能，當(dāng)動(dòng)力電池組的性能下降到一定程度后，為了保障電動(dòng)汽車的行駛需要和安全需要，應(yīng)及時(shí)更換動(dòng)力電池。動(dòng)力電池余能梯次利用，是指在動(dòng)力電池報(bào)廢后，將其剩余的容量性能使用于不同梯次的性能需求的應(yīng)用領(lǐng)域。動(dòng)力電池的性能下降，一般是由于其中一部分電池單體性能下降，致使電池一致性降低，最終導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)力電池組性能下降。因而實(shí)際上，報(bào)廢的動(dòng)力電池組中，大多數(shù)電池單體性能良好，仍具有較高的剩余容量。因此，在原動(dòng)力電池組更換下來(lái)后，可以將其拆分成各個(gè)動(dòng)力電池單體，然后進(jìn)行篩選評(píng)估、修復(fù)、配對(duì)重組，一小部分電池單體可以形成新的動(dòng)力電池組，重新應(yīng)用于電動(dòng)汽車，多數(shù)電池單體可以梯次利用，使用在對(duì)電性能要求相對(duì)較低的應(yīng)用領(lǐng)域。另一方面，報(bào)廢的電池單體性能下降的其中一個(gè)原因是電解液變質(zhì)，往往由于電池長(zhǎng)期使用而使電解液中雜質(zhì)積累，或者生產(chǎn)時(shí)注液不好而使空氣和水分進(jìn)入電解液，都會(huì)引起電解液變質(zhì)。在這種情況下，電池單體的電路完好，正負(fù)極等材料和電芯結(jié)構(gòu)都正常，則可以通過(guò)更換電解液的方法來(lái)恢復(fù)電池的性能。動(dòng)力電池余能梯次利用的概念剛提出不久，研究仍不廣泛。中國(guó)電力科學(xué)研究院的專利申請(qǐng)CN201110410608.8《一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法》，提出一種將動(dòng)力電池分級(jí)的理論方法，對(duì)檢測(cè)動(dòng)力電池物理和化學(xué)屬性有指導(dǎo)作用，但實(shí)際操作可行性比較低，不容易實(shí)現(xiàn)，即便實(shí)現(xiàn)所述檢測(cè)，也易對(duì)電池本身造成破壞。目前，動(dòng)力電池余能梯次利用缺乏一套行之有效的余能梯次利用方案，解決篩選評(píng)估、修復(fù)、配對(duì)重組等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。因此，重點(diǎn)研究篩選評(píng)估、修復(fù)、配對(duì)重組的方法，成為發(fā)展動(dòng)力電池梯次利用的決定因素，同時(shí)是動(dòng)力電池發(fā)展，乃至電動(dòng)汽車發(fā)展的推動(dòng)力量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，該方法合理利用了動(dòng)力電池的單體電池的剩余容量，并將它們重新組合成新的動(dòng)力電池應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，不僅可以滿足使用場(chǎng)合的要求，又充分利用動(dòng)力電池的性能。而且對(duì)廢棄動(dòng)力電池進(jìn)行了回收利用，既節(jié)能又環(huán)保。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，包括以下步驟: (1)拆解:對(duì)回收得到的廢棄動(dòng)力電池組進(jìn)行無(wú)損拆解，獲得電池單體；
(2)篩選:根據(jù)各個(gè)電池的外觀特性進(jìn)行篩選，將無(wú)外觀損壞的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出可直接使用的電池單體，直接進(jìn)入步驟(5)處理；篩選出可修復(fù)再用的電池單體，進(jìn)入步驟(3)處理；篩選出不可修復(fù)的電池單體作報(bào)廢處理；
(3)修復(fù):更換步驟(2)所述可修復(fù)再用的電池單體的電解液，并重新充電；
(4)重組前檢測(cè)評(píng)估:對(duì)每個(gè)已修復(fù)的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體，然后進(jìn)行下一步驟處理，而已修復(fù)但性能不達(dá)標(biāo)的電池單體作報(bào)廢處理；
(5)重組:結(jié)合電池單體在非工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果和工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果，將電池單體進(jìn)行配對(duì)重組成電池組；
(6)裝配:將步驟(5)中得到的電池組進(jìn)行裝配，得到新的動(dòng)力電池組。本發(fā)明在所述步驟(I)的電池拆解后，應(yīng)記錄各動(dòng)力電池單體的基本信息進(jìn)行記錄，所述的基本信息用于電池單體修復(fù)后的性能檢測(cè)評(píng)估的參考。而所述的電池單體的基本信息主要包括動(dòng)力電池單體的額定電壓、標(biāo)稱容量等。本發(fā)明步驟(I)中所述廢棄動(dòng)力電池組進(jìn)行無(wú)損拆解是在放電后或在特殊條件免放電下，將廢棄動(dòng)力電池組從電池組拆解成電池模塊，再?gòu)碾姵啬K拆解成電池單體的過(guò)程。所述特殊條件是指對(duì)拆解過(guò)程的環(huán)境實(shí)施隔絕氧氣、降低溫度等保護(hù)措施，防止動(dòng)力電池發(fā)生燃燒、爆炸等不安全現(xiàn)象的條件。所述的無(wú)損拆解是指只對(duì)電池組、電池模塊的外殼以及附屬部件進(jìn)行拆解，對(duì)電池單體不造成損壞。無(wú)損拆解的方法是用螺絲刀將電池組上的螺絲拆卸下來(lái)，逐一移除非電池單體的部件，對(duì)無(wú)法使用螺絲刀拆解的位置使用刀具切割，最后得到若干個(gè)電池單體。本發(fā)明步驟(2)中所述外觀損壞包括電池單體出現(xiàn)的鼓脹、破裂、漏液、腐蝕等。本發(fā)明步驟⑵中所述的可直接使用的電池單體，是指額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體。本發(fā)明步驟(2)中的篩選出可修復(fù)再用的動(dòng)力電池單體，是采用對(duì)電池進(jìn)行快速充放電測(cè)試，如果充放電曲線無(wú)變化，則表示該電池的電路已經(jīng)斷路，無(wú)經(jīng)修復(fù)可再用的可能性，為不可修復(fù)的電池單體；如果充放電曲線有變化，則表示該電池的電路完好，存在經(jīng)修復(fù)可再用的可能性，為可修復(fù)再用的電池單體。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟(3)所述的修復(fù)采用以下方法進(jìn)行:
①將所述電池單體置于真空或惰性氣氛的環(huán)境中；
②在所述電池單體的金屬外殼側(cè)面，于電池頂端部件與電芯之間的間隙所對(duì)應(yīng)的外殼位置開(kāi)設(shè)一注液孔，然后從該注液孔將電池單體中的電解液抽出；
③配置成分與原液相同的新電解液，將與原電解液等體積的新電解液從所述注液孔中注入電池內(nèi)；
④用金屬片封堵注液孔，電池單體從真空或惰性氣氛的環(huán)境取出，將所述金屬片密封焊接在電池外殼的注液孔上；
⑤對(duì)已修復(fù)的電池單體進(jìn)行充電,直至電芯達(dá)到飽和后,停止充電,完成動(dòng)力電池單體的修復(fù)。
所述步驟②中所述的注液孔的中心與所述動(dòng)力電池單體的頂端距離為15 20mm。本發(fā)明中，所述步驟②中采用抽真空方式將電池單體內(nèi)的電解液全部抽出，并使電池的內(nèi)腔形成真空；所述步驟③中所述新電解液的裝入注液裝置中，然后撤去真空裝置，并迅速將所述注液裝置的輸出端與所述注液孔密封連接，而后，先利用電池內(nèi)外的大氣壓差自然注液，再施加壓力將電解液完全注入電池內(nèi)。由于低溫時(shí)SEI膜穩(wěn)定且阻抗低，所以作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述步驟④中的充電操作為:將電池單體置于_20°C環(huán)境中，以0.5C的倍率恒電流充電，接近額定電壓時(shí)，改用與額定電壓相等的電壓進(jìn)行恒壓充電，根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過(guò)程逐步減小電流，當(dāng)減小電流至0.0lC時(shí)，停止充電。步驟(5)所述的重組具體操作為:結(jié)合電池單體在非工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果和工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果，將所述的電池單體進(jìn)行分級(jí)，篩選同一等級(jí)中的若干個(gè)電池單體進(jìn)行配對(duì)組成電池組，然后檢測(cè)電池組的工作情況，剔除異常電池單體，補(bǔ)充新的電池單體配對(duì)，直至該電池組中全部電池單體工作正常為止。具體地，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述步驟(5)所述的重組采用以下方法:
1)篩選分級(jí):根據(jù)已修復(fù)的電池單體的實(shí)際容量范圍，對(duì)電池單體進(jìn)行分級(jí)；
2)組合:將同一等級(jí)的電池單體進(jìn)行組合，獲得電池組；
3)檢測(cè):首先，對(duì)電池組進(jìn)行串聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電壓；然后,對(duì)電池組進(jìn)行并聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電流；
4)評(píng)估:根據(jù)步驟3)所獲得的電壓和電流數(shù)據(jù)，對(duì)電池組的各個(gè)電池單體進(jìn)行評(píng)估，若電池組中不存在與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組；若電池組中存在與平均電壓或電流偏差較大的電池單體，則剔除這些電池單體，補(bǔ)充新的候選電池單體，反復(fù)進(jìn)行步驟2)和3)操作，直至電池組中不存在與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組。由于個(gè)別電池單體雖然非工作狀態(tài)下與其他電池單體性能相近，但在工作狀態(tài)下與其他電池單體性能差異較大，致使電池組一致性不佳，整體性能表現(xiàn)降低，甚至有安全隱患，因此應(yīng)剔除與平均工作電壓或平均工作電流偏差較大的電池單體。所述步驟I)中按級(jí)差為標(biāo)稱容量的5%_10%對(duì)電池單體進(jìn)行分級(jí)。所述步驟4)中所述的與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，是指在串聯(lián)測(cè)試中，與所有電池單體的平均電壓相比，工作電壓超過(guò)±0.02V的電池單體，或在并聯(lián)測(cè)試中，與所有電池單體的平均電流相比,工作電流超過(guò)±10%的電池單體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明提出一整套動(dòng)力電池余能梯次利用方案，操作簡(jiǎn)單、可行性強(qiáng)。在不損壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下能判斷電池單體經(jīng)修復(fù)可再用的可能性，在一定程度上恢復(fù)電池單體性能，能獲得性能一致性良好的電池單體組合，降級(jí)應(yīng)用到其他性能需求較低的領(lǐng)域。(2)本發(fā)明配對(duì)重組更加合理，選擇性強(qiáng)。因?yàn)樾迯?fù)后的電池單體先在非工作狀態(tài)下篩選分級(jí)，組合性能相近的電池單體，再在工作狀態(tài)下檢測(cè)評(píng)估，有選擇性地篩出工作性能偏差大的單體，替換新的單體。經(jīng)過(guò)多次篩選和重組，能獲得性能一致性良好的電池單體組合。(3)本發(fā)明的電池修復(fù)方法簡(jiǎn)單，易操作，成本低。(4)本發(fā)明將電池單體置于真空或惰性氣氛的環(huán)境中進(jìn)行修復(fù)，注入電解液時(shí)，避免混入空氣和水分引起電解液變質(zhì)。


圖1是動(dòng)力電池余能梯次利用方法的流程 圖2是動(dòng)力電池修復(fù)方法的流程示意 圖3是動(dòng)力電池重組方法的流程 圖4是重組電池組串聯(lián)放電，檢測(cè)單體電壓的示意 圖5是重組電池組并聯(lián)放電，檢測(cè)單體電流的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其包括以下步驟:
(I)拆解:對(duì)回收得到的廢棄動(dòng)力電池組進(jìn)行放電后或特殊條件免放電下，然后無(wú)損拆解，獲得電池單體；
用螺絲刀將電池組上的螺絲拆卸下來(lái)，逐一移除非電池單體的部件，對(duì)無(wú)法使用螺絲刀拆解的位置使用刀具切割，從電池組拆解成電池模塊，再?gòu)碾姵啬K拆解成電池單體，最后得到若干個(gè)電池單體。(2)篩選:根據(jù)各個(gè)動(dòng)力電池的外觀特性進(jìn)行篩選，將無(wú)外觀損壞的電池單體，即沒(méi)有鼓脹、破裂、漏液、腐蝕等的電池單體進(jìn)行電壓檢測(cè)和電容檢測(cè)，篩選出額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體，直接可用于步驟(5)的重組；采用對(duì)電池進(jìn)行快速充放電測(cè)試，如果充放電曲線有變化，則表示該電池的電路完好，篩選出這類動(dòng)力電池單體，為可修復(fù)再用的電池單體，進(jìn)行步驟(3)的修復(fù)處理；如果充放電曲線無(wú)變化，則表示該電池的電路已經(jīng)斷路，不可修復(fù)再用，為不可修復(fù)的電池單體，作報(bào)廢處理；
(3)修復(fù):更換所述可修復(fù)電池單體的電解液，并重新充電；
如圖2所示，修復(fù)方法具體如下:
①將電池單體置于真空或惰性氣氛的環(huán)境中，
②在電池單體的金屬外殼側(cè)面，離電池頂端15 20mm處，即相當(dāng)于在電池頂端部件I與電芯2之間的間隙對(duì)應(yīng)的外殼3位置開(kāi)設(shè)一孔徑為5_的注液孔,將一根長(zhǎng)30_管徑為5mm的導(dǎo)管4的一端口連接于注液孔連接，并用玻璃膠密封固定，導(dǎo)管4另一端口則與真空裝置連接，然后抽真空l(shuí)Omin，將電池單體中的電解液抽出，并使電池的內(nèi)腔形成真空。③配置成分與原液配方相同的新電解液，將與原電解液等體積的新電解液置于注液裝置中，撤去真空裝置，迅速將導(dǎo)管4與注液裝置密封連接，而后，先利用電池內(nèi)外的大氣壓差自然注液，再施加壓力將電解液完全注入電池內(nèi)。④刮去注液孔處的玻璃膠，分離出導(dǎo)管4，再?gòu)氐坠稳ゲＡz，取一個(gè)直徑為flOmm的金屬圓片5，用膠水密封黏貼固定在電池外殼I的注液孔，然后將電池單體從真空或惰性氣氛的環(huán)境取出，將金屬圓片5密封焊接固定在電池外殼I的注液孔上。⑤對(duì)電池單體進(jìn)行充電:將電池單體置于_20°C環(huán)境中，以0.5C的倍率恒電流充電，接近額定電壓時(shí)，改用與額定電壓相等的電壓進(jìn)行恒壓充電，根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過(guò)程逐步減小電流，當(dāng)減小電流至0.0lC時(shí),停止充電。
(4)重組前檢測(cè)評(píng)估:對(duì)每個(gè)已修復(fù)的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體，然后進(jìn)行下一步驟處理，而已修復(fù)但性能不達(dá)標(biāo)的電池單體作報(bào)廢處理；
(5)重組:如圖3所示，結(jié)合電池單體在非工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果和工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果，將所述的電池單體進(jìn)行分級(jí)，篩選同一等級(jí)中的若干個(gè)電池單體進(jìn)行配對(duì)組成電池組，然后檢測(cè)電池組的工作情況,剔除異常電池單體,補(bǔ)充新的電池單體配對(duì)，直至該電池組中全部電池單體工作正常為止,重組方法具體為:
①篩選分級(jí):根據(jù)上述步驟(1Γ(4)得到的電池單體的實(shí)際容量范圍，按級(jí)差為標(biāo)稱容量的5%-10%對(duì)電池單體進(jìn)行分級(jí)。②組合:將同一等級(jí)的電池單體配對(duì)組合，獲得電池組。③檢測(cè):首先，對(duì)電池組6進(jìn)行串聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電壓，參見(jiàn)圖4;然后，對(duì)電池組6進(jìn)行并聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電流，參見(jiàn)圖5。④評(píng)估:根據(jù)步驟③所獲得的電壓和電流數(shù)據(jù)，對(duì)電池組的各個(gè)電池單體進(jìn)行評(píng)估，若電池組中不存在與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組；若電池組中存在與平均電壓或電流偏差較大的電池單體，則剔除這些電池單體，補(bǔ)充新的候選電池單體，反復(fù)依次進(jìn)行步驟②和③，直至電池組中不存在與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組。所述步驟④中所述的與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，是指在串聯(lián)測(cè)試中，與所有電池單體的平均電壓相比，工作電壓超過(guò)±0.02V的電池單體，或在并聯(lián)測(cè)試中，與所有電池單體的平均電流相比，工作電流超過(guò)±10%的電池單體。(6)裝配:將步驟(5)得到的電池組進(jìn)行裝配，得到新的動(dòng)力電池組，以動(dòng)力電池組表現(xiàn)的電壓和容量性能是否符合用電`元件所需的電壓和容量為依據(jù)，從而確定將所得的動(dòng)力電池組用于相應(yīng)的新場(chǎng)合。本發(fā)明在所述步驟(I)的電池拆解后，應(yīng)記錄各動(dòng)力電池單體的基本信息進(jìn)行記錄，所述的基本信息用于電池單體修復(fù)后的性能檢測(cè)評(píng)估的參考。而所述的電池單體的基本信息主要包括電池單體的額定電壓和標(biāo)稱容量等。步驟(I)中所述廢棄動(dòng)力電池組進(jìn)行無(wú)損拆解是在放電后或在特殊條件免放電下進(jìn)行。所述特殊條件是指對(duì)拆解過(guò)程的環(huán)境實(shí)施隔絕氧氣、降低溫度等保護(hù)措施，防止動(dòng)力電池發(fā)生燃燒、爆炸等不安全現(xiàn)象的條件。實(shí)施例一
(I)拆解:在放電后或在特殊條件免放電下，進(jìn)行回收得到的廢棄動(dòng)力電池組無(wú)損拆解，用螺絲刀將電池組上的螺絲拆卸下來(lái)，逐一移除非電池單體的部件，對(duì)無(wú)法使用螺絲刀拆解的位置使用刀具切割，從電池組拆解成電池模塊，再?gòu)碾姵啬K拆解成電池單體，最后得到若干個(gè)電池單體。特殊條件是指對(duì)拆解過(guò)程的環(huán)境實(shí)施隔絕氧氣、降低溫度等保護(hù)措施，防止動(dòng)力電池發(fā)生燃燒、爆炸等不安全現(xiàn)象的條件。拆解后，記錄電池單體的基本信息，額定電壓為3.2V、標(biāo)稱容量為60Ah。(2)修復(fù)前篩選:首先，檢查電池單體的外觀情況，篩出外觀損壞的電池單體，外觀損壞包括鼓脹、破裂、漏液、腐蝕等，將它們報(bào)廢處理。然后，將無(wú)外觀損壞的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)。
若電池單體的額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的為可直接使用的電池單體，則直接進(jìn)入步驟(5)進(jìn)行重組處理。若電池單體進(jìn)行快速充放電測(cè)試中充放電曲線有變化，則表示該電池的電路完好，存在經(jīng)修復(fù)可再用的可能性，為可修復(fù)再用的電池單體，進(jìn)入步驟(3)修復(fù)步驟。若電池單體進(jìn)行快速充放電測(cè)試中充放電曲線無(wú)變化，則表示該電池單體的電路已經(jīng)斷路，無(wú)經(jīng)修復(fù)可再用的可能性，為不可修復(fù)的電池單體，作報(bào)廢處理。(3)修復(fù):遵循以下步驟:
①首先，將電池單體放入真空操作箱中。②在電池金屬外殼側(cè)面，離電池頂端20mm處，鉆出一個(gè)孔徑為5mm的注液孔，將一根長(zhǎng)30mm，直徑5mm的導(dǎo)管與電池外殼的注液孔相接觸，噴涂玻璃膠固定。③將導(dǎo)管與真空裝置相連，抽真空l(shuí)Omin，將電池內(nèi)部的舊電解液抽出。④配置電解液，成分為I mol/L LiPF6 / EC: EMC: DEC = 1:1:1 (體積比)溶液，撤去真空裝置，迅速將導(dǎo)管與注液裝置相連，先利用電池內(nèi)外的大氣壓差自然注液，再施加壓力將電解液注入電池內(nèi)，新電解液的注液體積為80mL。⑤刮去玻璃膠，分離出導(dǎo)管，再?gòu)氐坠纬⒁嚎滋幉Ａz，取一個(gè)直徑為IOmm的金屬圓片，用膠水密封黏貼固定在電池外殼的注液孔上，然后將電池單體從真空或惰性氣氛的環(huán)境取出，將金屬圓片密封焊接固定在電池外殼的小孔上。⑥將電池單體在-20°C，以0.5C的倍率恒電流充電，至3.0V時(shí)，改用3.2V進(jìn)行恒壓充電，電流根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過(guò)程逐步減小，當(dāng)減小至0.0lC時(shí)，停止充電。(4)重組前檢測(cè)評(píng)估:對(duì)每個(gè)電池單體進(jìn)行電壓檢測(cè)、容量檢測(cè)，篩選出實(shí)際電壓不低于3.18V、實(shí)際容量不低于42Ah的電池單體，將它們進(jìn)行下步處理，將已修復(fù)但性能不達(dá)標(biāo)的電池單體做報(bào)廢處理。(5)重組:遵循以下步驟:
I)篩選分級(jí):將電池單體按實(shí)際容量范圍不同，按級(jí)差為標(biāo)稱容量的5%-10%將電池單體分為五個(gè)等級(jí)，分別為54Ah以上、51-54Ah、48-51Ah、45-48Ah、42-45Ah。2)組合:將同一等級(jí)的電池單體進(jìn)行配對(duì)組合，獲得電池組。3)檢測(cè):首先，將電池組進(jìn)行串聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電壓；然后，將電池組進(jìn)行并聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電流。4)評(píng)估:根據(jù)上步的電壓和電流數(shù)據(jù)，對(duì)電池組的各個(gè)電池單體進(jìn)行評(píng)估，將工作電壓超過(guò)組合中所有電池平均電壓±0.02V的電池單體剔除，再將工作電流超過(guò)組合中所有電池平均電流±10%的電池單體剔除，補(bǔ)充新的候選電池單體，反復(fù)依次進(jìn)行步驟2)和3);若電池組中不存在與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組。(6)裝配:將步驟(5)得到的電池組進(jìn)行裝配，得到新的動(dòng)力電池組。以電池組表現(xiàn)的電壓和容量性能是否符合用電元件所需的電壓和容量為依據(jù)，從而確定將所得的動(dòng)力電池組用于相應(yīng)的新場(chǎng)合。本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來(lái)概述。本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不是限制，因此凡是依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)拆解:對(duì)回收得到的廢棄動(dòng)力電池組進(jìn)行無(wú)損拆解，獲得電池單體； (2)篩選:根據(jù)各個(gè)電池的外觀特性進(jìn)行篩選，將無(wú)外觀損壞的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出可直接使用的電池單體，直接進(jìn)入步驟(5)處理；篩選出可修復(fù)再用的電池單體，進(jìn)入步驟(3)處理；篩選出不可修復(fù)的電池單體作報(bào)廢處理； (3)修復(fù):更換步驟(2)所述可修復(fù)再用的電池單體的電解液，并重新充電； (4)重組前檢測(cè)評(píng)估:對(duì)每個(gè)已修復(fù)的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體，然后進(jìn)行下一步驟處理，而已修復(fù)但性能不達(dá)標(biāo)的電池單體作報(bào)廢處理； (5)重組:結(jié)合電池單體在非工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果和工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果，將電池單體進(jìn)行配對(duì)重組成電池組； (6)裝配:將步驟(5)得到的電池組進(jìn)行裝配，得到新的動(dòng)力電池組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟(2)中的可直接使用的電池單體為額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體；所述步驟(2)中采用對(duì)電池進(jìn)行快速充放電測(cè)試，如果充放電曲線無(wú)變化，則表示該電池的電路已經(jīng)斷路，為不可修復(fù)的電池單體；如果充放電曲線有變化，則表示該電池的電路完好，為修復(fù)可再用的電池單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟(3)的修復(fù)采用以下方法進(jìn)行: ①將所述電池單體置于真空或惰性氣氛的環(huán)境中； ②在所述電池單體的金屬外殼側(cè)面，于電池頂端部件與電芯之間的間隙所對(duì)應(yīng)的外殼位置開(kāi)設(shè)一注液孔，然后從該注液孔將電池單體中的電解液抽出； ③配置成分與原液相同的新電解液，將與原電解液等體積的新電解液從所述注液孔中注入電池內(nèi)； ④用金屬片封堵注液孔，電池單體從真空或惰性氣氛的環(huán)境取出，將所述金屬片密封焊接在電池外殼的注液孔上； ⑤對(duì)已修復(fù)的電池單體進(jìn)行充電,直至電芯達(dá)到飽和后,停止充電,完成動(dòng)力電池單體的修復(fù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟②中所述的注液孔的中心與所述電池單體的頂端距離為15 20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟②中采用抽真空方式將電池單體內(nèi)的電解液全部抽出，并使電池的內(nèi)腔形成真空；所述步驟③中新電解液的裝入注液裝置中，然后撤去真空裝置，并迅速將所述注液裝置的輸出端與所述注液孔密封連接，而后，先利用電池內(nèi)外的大氣壓差自然注液，再施加壓力將電解液完全注入電池內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟④中的充電操作為:將電池單體置于_20°C環(huán)境中，以0.5C的倍率恒電流充電，接近額定電壓時(shí)，改用與額定電壓相等的電壓進(jìn)行恒壓充電，根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過(guò)程逐步減小電流，當(dāng)減小電流至0.0lC時(shí),停止充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟(5)的重組為:結(jié)合電池單體在非工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果和工作狀態(tài)下的性能檢測(cè)結(jié)果，將所述的電池單體進(jìn)行分級(jí)，篩選同一等級(jí)中的若干個(gè)電池單體進(jìn)行配對(duì)組合，然后檢測(cè)組合的工作情況，剔除異常電池單體，補(bǔ)充新的電池單體配對(duì)，直至該組合中全部電池單體工作正常為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟(5)的重組采用以下方法: 1)篩選分級(jí):根據(jù)已修復(fù)的電池單體的實(shí)際容量范圍進(jìn)行分級(jí)； 2)組合:將同一等級(jí)的電池單體進(jìn)行組合，獲得電池組； 3)檢測(cè):首先，對(duì)電池組進(jìn)行串聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電壓；然后,對(duì)電池組進(jìn)行并聯(lián)放電，檢測(cè)每個(gè)電池單體的工作電流； 4)評(píng)估:根據(jù)步驟3)所獲得的電壓和電流數(shù)據(jù)，對(duì)電池組的各個(gè)電池單體進(jìn)行評(píng)估，若電池組中不存在與 平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組；若電池組中存在與平均電壓或電流偏差較大的電池單體，則剔除這些電池單體，補(bǔ)充新的候選電池單體，反復(fù)進(jìn)行步驟2)和3)操作，直至電池組中不存在與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體，則完成重組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，所述步驟I)中按級(jí)差為標(biāo)稱容量的5%-10%對(duì)電池單體進(jìn)行分級(jí)；所述步驟4)中所述的與平均工作電壓或電流偏差較大的電池單體為與所有電池單體的平均電壓相比，工作電壓超過(guò)±0.02V的電池單體，或者為與所有電池單體的平均電流相比，工作電流超過(guò)±10%的電池單體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，其特征在于，在所述步驟(I)的動(dòng)力電池拆解后，應(yīng)記錄各電池單體的基本信息進(jìn)行記錄，用于電池單體修復(fù)后的性能檢測(cè)評(píng)估的參考。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的余能梯次利用方法，包括以下步驟(1)拆解廢棄動(dòng)力電池組；(2)將無(wú)外觀損壞的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出可直接使用的電池單體直接進(jìn)入步驟(5)，篩選出可修復(fù)再用的電池單體，進(jìn)入步驟(3)處理；篩選出不可修復(fù)的電池單體作報(bào)廢處理；(3)修復(fù)可修復(fù)再用的電池單體；(4)對(duì)已修復(fù)的電池單體進(jìn)行性能檢測(cè)，篩選出額定電壓與實(shí)際電壓之差不大于0.02V且實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的70%的電池單體，進(jìn)行下一步驟處理，而已修復(fù)但性能不達(dá)標(biāo)的電池單體作報(bào)廢處理；(5)重組成電池組；(6)裝配得新的動(dòng)力電池組。本發(fā)明合理利用了動(dòng)力電池的單體電池的剩余容量，并將它們重新組合成新的動(dòng)力電池應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，不僅可以滿足使用場(chǎng)合的要求，又充分利用動(dòng)力電池的性能。
文檔編號(hào)H01M10/54GK103138019SQ20131003087
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者歐彥楠, 李長(zhǎng)東, 余海軍 申請(qǐng)人:佛山市邦普循環(huán)科技有限公司, 湖南邦普循環(huán)科技有限公司