一種適用于三元材料鋰離子電池的快速修復(fù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池修復(fù)裝置領(lǐng)域，具體為一種適用于三元材料鋰離子電池的 快速修復(fù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，具有高效節(jié)能、零排放優(yōu)勢(shì)的電 動(dòng)汽車倍受關(guān)注，而電動(dòng)汽車作為節(jié)能環(huán)保汽車發(fā)展的主攻方向，同時(shí)也是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè) 發(fā)展的一個(gè)重要方向。
[0003] 目前，電動(dòng)汽車的能量供應(yīng)裝置主要是采用鋰離子電池，鋰離子電池在比能量和 壽命方面優(yōu)勢(shì)明顯，但其價(jià)格較為昂貴，其電池更換成本較高，是阻礙電動(dòng)汽車發(fā)展的主要 障礙，因此，電動(dòng)汽車市場(chǎng)化亟需尋找一種新的快速修復(fù)裝置，克服目前鋰離子電池在使用 后被迫報(bào)廢的缺陷，通過(guò)修復(fù)，使電池性能達(dá)到最佳狀態(tài)，延長(zhǎng)電池在電動(dòng)車上的使用壽 命。而實(shí)驗(yàn)證明，鋰離子電池中的三元鋰離子電池的容量衰減主要來(lái)源于負(fù)極，即鋰離子嵌 入到負(fù)極后，無(wú)法從負(fù)極迀移到正極，形成沉淀的鋰，造成鋰離子電池的內(nèi)阻增加，容量減 少，充放電功率下降等，因而可以設(shè)計(jì)出一種電池修復(fù)裝置從三元鋰電池負(fù)極方面進(jìn)行處 理以達(dá)到快速修復(fù)鋰電池的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種適用于三元材料鋰離子電池的快速修復(fù) 裝置，用以解決上述技術(shù)背景中的缺陷。
[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 一種適用于三元材料鋰離子電池的快速修復(fù)裝置，包括充放電裝置、電池裝置、采集裝 置、計(jì)算裝置以及控制裝置，其中，電池裝置前端充放電裝置串聯(lián)并在后端依次連接采集裝 置以及計(jì)算裝置，而控制裝置上設(shè)置有三組數(shù)據(jù)接口分別與充放電裝置、采集裝置以及計(jì) 算裝置相連； 所述充放電裝置中包括電流分流器、電流采集器以及中央處理器，其電流分流器上設(shè) 置有多路電子開關(guān)，并在前端連接電池裝置，后部依次連接電流采集器以及中央處理器， 另外，在中央處理器后部設(shè)置有信號(hào)處理器，此信號(hào)處理器上設(shè)置數(shù)據(jù)接口與控制裝置相 連； 所述電池裝置中設(shè)置有獨(dú)立的電壓測(cè)量器、電流測(cè)量器以及溫度采集器，電池裝置上 設(shè)置有三組數(shù)據(jù)接口并在三組數(shù)據(jù)接口上分別通過(guò)電壓測(cè)量器、電流測(cè)量器以及溫度采集 器與計(jì)算裝置相連； 所述計(jì)算裝置中設(shè)置有獨(dú)立的電壓計(jì)算器、電流計(jì)算器、容量計(jì)算器以及轉(zhuǎn)換器，采集 裝置上設(shè)置有三組數(shù)據(jù)接口并在三組數(shù)據(jù)接口上分別通過(guò)電壓計(jì)算器、電流計(jì)算器以及容 量計(jì)算器與轉(zhuǎn)換器相連，而所述轉(zhuǎn)換器則在后部直接與控制裝置相連，另外，在所述計(jì)算裝 置中還設(shè)置有一個(gè)溫度計(jì)算器，此溫度計(jì)算器在兩側(cè)數(shù)據(jù)端分別直接連接采集裝置和控制 裝置； 所述控制裝置中包括電壓控制裝置、電流控制裝置、容量控制裝置和溫度控制裝置，四 組控制裝置在計(jì)算裝置與充放電裝置之間呈并聯(lián)排布。
[0006] 在本發(fā)明中，所述電池裝置包括至少兩塊電池單體，電池單體之間通過(guò)串聯(lián)或并 聯(lián)的方式連接。
[0007] 在本發(fā)明中，所述充放電裝置中還包括報(bào)警器，此報(bào)警器與中央處理器連接。
[0008] 在本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置中還包括顯示器，此顯示器與采集裝置以及計(jì)算裝 置相連。
[0009] 實(shí)驗(yàn)表明，三元鋰離子電池的容量衰減主要來(lái)源于負(fù)極，即鋰離子嵌入到負(fù)極后， 無(wú)法從負(fù)極迀移到正極，形成沉淀的鋰，造成鋰離子電池的內(nèi)阻增加，容量減少，充放電功 率下降等。
[0010] 本發(fā)明提出的電池快速修復(fù)裝置通過(guò)增加獨(dú)立的計(jì)算裝置和控制裝置，對(duì)充放電 裝置進(jìn)行控制，使充放電裝置輸出不同的修復(fù)電流，達(dá)到快速修復(fù)的目的，在此過(guò)程中將負(fù) 極沉積的鋰重新激活，形成可以在正負(fù)極往復(fù)迀移的鋰離子。通過(guò)小電流過(guò)放，將負(fù)極的沉 積鋰激活，形成的鋰離子重新在正負(fù)極之間迀移。
[0011] 有益效果：本發(fā)明能使電池持續(xù)處在最佳的修復(fù)狀態(tài)，在不影響電池的性能狀態(tài) 下，縮短修復(fù)時(shí)間，增加電池的使用壽命，提升電動(dòng)汽車電池的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置中充放電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置中采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖4為本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置中計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖5為本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置中控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖6為本發(fā)明的電池快速修復(fù)裝置的實(shí)施例的操作步驟。
[0018] 圖7為不同修復(fù)裝置中電池循環(huán)壽命的曲線。
[0019] 其中：1、充放電裝置；2、電池裝置；3、采集裝置；4、計(jì)算裝置；5、控制裝置；6、顯 示器；11、電流分流器；12、多路電子開關(guān)；13、電流采集器；14、中央處理器；15、信號(hào)處理 器；16、報(bào)警器；31、電壓測(cè)量器；32、電流測(cè)量器；33、溫度測(cè)量器；41、電壓計(jì)算器；42、電 流計(jì)算器；43、容量計(jì)算器；44、溫度計(jì)算器；45、轉(zhuǎn)換器；51、電壓控制裝置；52、電流控制裝 置；53、容量控制裝置；54、溫度控制裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0021] 參見圖1~圖5的一種適用于三元材料鋰離子電池的快速修復(fù)裝置，在本實(shí)施例 中，本發(fā)明提出的電池快速修復(fù)裝置，包括充放電裝置1、電池裝置2、采集裝置3、計(jì)算裝置 4和控制裝置5。其中，電池裝置2與充放電裝置1串聯(lián)連接并形成回路；采集裝置3與電 池裝置2連接；計(jì)算裝置4與采集裝置3連接；控制裝置5與充放電裝置1、采集裝置3及 計(jì)算裝置4連接，而顯示器6與采集裝置3和計(jì)算裝置4連接，用來(lái)顯示電池的各個(gè)參數(shù)。
[0022] 在本實(shí)施例中，電池裝置2采用20Ah的三元材料車用鋰離子電池，由多個(gè)并聯(lián)的 電池單體組成。
[0023] 充放電裝置1用來(lái)調(diào)整充放電電流，其包括：電流分流器11、多路電子開關(guān)12、電 流采集器13、中央處理器14、信號(hào)處理器15。其中，電流分流器11與電池裝置2連接；多路 電子開關(guān)12與電流分流器11連接；電流采集器13與電流分流器11連接；中央處理器14 與電流采集器13連接；信號(hào)處理器15與中央處理器14和控制裝置5連接。同時(shí)，充放電 裝置1中還包括報(bào)警器16,其與中央處理器14連接，當(dāng)裝置充放電出現(xiàn)異常時(shí)能發(fā)出報(bào)警 信號(hào)。
[0024] 采集裝置3用來(lái)采集電池裝置2中電池的各種信息，其包括電壓測(cè)量器31和電流 測(cè)量器32,電壓測(cè)量器31與電池裝置2連接；電流測(cè)量器32與電池裝置2連接；而在采集 裝置3中還包括有一個(gè)溫度測(cè)量器33,其與電池裝置2連接。
[0025] 計(jì)算裝置4包括電壓計(jì)算器41、電流計(jì)算器42和容量計(jì)算器43。其中，電壓計(jì)算 器41與采集裝置3連接；電流計(jì)算器42與采集裝置3連接；容量計(jì)算器43與采集裝置3 連接，且在計(jì)算裝置4中還進(jìn)一步包括溫度計(jì)算器44,其與采集裝置3連接，而轉(zhuǎn)換器45分 別與電壓計(jì)算器41、電流計(jì)算器42、容量計(jì)算器43及控制裝置5連接，轉(zhuǎn)換器45根據(jù)各計(jì) 算器計(jì)算的結(jié)果給控制裝置5發(fā)出信號(hào)。
[0026] 控制裝置5用來(lái)根據(jù)計(jì)算裝置4發(fā)出的信號(hào)控制充放電裝置1的充放電電流，其 包括電壓控制裝置51、電流控制裝置52、容量控制裝置53和溫度控制裝置54。其中，電壓 控制裝置51與計(jì)算裝置4和充放電裝置1連接；電流控制裝置52與計(jì)算裝置4和充放電 裝置1連接；容量控制裝置53與計(jì)算裝置4和充放電裝置1連接；溫度控制裝置54與計(jì)算 裝置4和充放電裝置1連接。
[0027] 在實(shí)施例中，按照采用三組電池作為實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行充電修復(fù)，修復(fù)過(guò)程中按照如圖6 所示的步驟進(jìn)行修復(fù)操作，其結(jié)果如表1所示： 表1 :修復(fù)后電池容量和循環(huán)壽命
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于=元材料裡離子電池的快速修復(fù)裝置，包括充放電裝置、電池裝置、采集 裝置、計(jì)算裝置W及控制裝置，其特征在于，電池裝置前端充放電裝置串聯(lián)并在后端依次連 接采集裝置W及計(jì)算裝置，而控制裝置上設(shè)置有=組數(shù)據(jù)接口分別與充放電裝置、采集裝 置W及計(jì)算裝置相連； 所述充放電裝置中包括電流分流器、電流采集器W及中央處理器，其電流分流器上設(shè) 置有多路電子開關(guān)，并在前端連接電池裝置，后部依次連接電流采集器W及中央處理器， 另外，在中央處理器后部設(shè)置有信號(hào)處理器，此信號(hào)處理器上設(shè)置數(shù)據(jù)接口與控制裝置相 連； 所述電池裝置中設(shè)置有獨(dú)立的電壓測(cè)量器、電流測(cè)量器W及溫度采集器，電池裝置上 設(shè)置有=組數(shù)據(jù)接口并在=組數(shù)據(jù)接口上分別通過(guò)電壓測(cè)量器、電流測(cè)量器W及溫度采集 器與計(jì)算裝置相連； 所述計(jì)算裝置中設(shè)置有獨(dú)立的電壓計(jì)算器、電流計(jì)算器、容量計(jì)算器W及轉(zhuǎn)換器，采集 裝置上設(shè)置有=組數(shù)據(jù)接口并在=組數(shù)據(jù)接口上分別通過(guò)電壓計(jì)算器、電流計(jì)算器W及容 量計(jì)算器與轉(zhuǎn)換器相連，而所述轉(zhuǎn)換器則在后部直接與控制裝置相連，另外，在所述計(jì)算裝 置中還設(shè)置有一個(gè)溫度計(jì)算器，此溫度計(jì)算器在兩側(cè)數(shù)據(jù)端分別直接連接采集裝置和控制 裝置； 所述控制裝置中包括電壓控制裝置、電流控制裝置、容量控制裝置和溫度控制裝置，四 組控制裝置在計(jì)算裝置與充放電裝置之間呈并聯(lián)排布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于=元材料裡離子電池的快速修復(fù)裝置，其特征在 于，所述電池裝置包括至少兩塊電池單體，電池單體之間通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于=元材料裡離子電池的快速修復(fù)裝置，其特征在 于，所述充放電裝置中還包括報(bào)警器，此報(bào)警器與中央處理器連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于=元材料裡離子電池的快速修復(fù)裝置，其特征在 于，還包括顯示器，此顯示器與采集裝置W及計(jì)算裝置相連。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種適用于三元材料鋰離子電池快速修復(fù)裝置，包括充放電裝置；電池裝置，其與充放電裝置串聯(lián)連接并形成回路；采集裝置，其與電池裝置連接；計(jì)算裝置，其與采集裝置連接；控制裝置，其與計(jì)算裝置及充放電裝置連接；電池裝置包括至少電池單體，或者多塊電池單體并聯(lián)連接。本發(fā)明電池快速修復(fù)裝置能在電池處于壽命終結(jié)時(shí)，快速修復(fù)至電池性能最佳狀態(tài)，增加電池的使用壽命、提升電動(dòng)汽車電池的經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】H01M10-42, H01M10-44
【公開號(hào)】CN104538685
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410744561
【發(fā)明人】蘇金河, 席守軍, 徐增亮
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙眾泰汽車工業(yè)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日