基于锂电池分容可靠性提高的接触方式

陈默， 韩成祥

（合肥国轩高科动力能源股份公司，合肥 230011）

0 引言

分容是判断锂电池容量及平均电压标准的重要环节，分容过程的好坏直接关系到后期对电池档位的划分。目前，分容柜的柜点大都包含过电流触点及过电压探针（如图1所示）两个部分，电流触点检测电池的容量，电压探针采集电池的电压。分容时柜点与电池顶盖（如图2所示）的接触点接触可靠，充放电过程正常，电池容量及平均电压数据准确，批量化生产的电池一致性优良；反之，柜点与电池接触不良，充放电过程存在异常，批量化生产的电池返工比例将大大提高。

图1 分容柜柜点

图2 电池顶盖

1 现状分析

我公司之前一直采用柜点与电池顶盖上极柱直接接触的方式进行分容，如图3所示。分容后电池容量及平均电压异常返工比例情况如表1所示，其中电池容量低于11.6 Ah、平均电压低于2.8 V为异常情况。

表1 柜点接触电池极柱的异常返工比例

由表1统计的数据可知，按照柜点接触电池顶盖上正负极极柱的方式进行分容，后期容量小于11.6 Ah的异常数据平均比例维持在9.2%，平均电压小于2.8 V的异常数据平均比例维持在13.1%。

根据实际测量计算，我公司目前使用的分容柜过电流触点横截面积为50 mm2，过电压探针横截面积为0.8 mm2，而电池正负极柱横截面积也只有19.6 mm2，探针与电池极柱面积均较小，在实际分容过程中，存在柜点与电池极柱接触出现偏差的异常情况。过电流触点与电池极柱接触异常，将导致局部接触电阻过大，会在接触部位产生大量的热，并形成氧化层，阻碍电池容量发挥；而过电压探针与电池极柱接触异常，会导致分容过程中电池的平均电压采集不到或者采集不准。

2 改进方案

实际测量，电池的两正极柱或者两负极柱之间的压板长度为10 mm，宽度均为7 mm，这样能够利用的面积为70 mm2，分容时采用柜点与电池压板接触的方式，如图4所示，使有效接触面积增大，可靠性增强，改进后数据如表2所示。

图3 柜点与电池极柱接触

图4 柜点与电池压板接触

由表2数据可知，改进后，按照柜点接触电池顶盖上正负极压板的方式进行分容，后期容量小于11.6 Ah的异常数据平均比例维持在4%，比改进前降低了约5%；平均电压小于2.8 V的异常数据平均比例维持在3.1%，比改进前降低了约10%。可见，分容接触方式改进后，柜点与电池顶盖的有效接触面积增大，过程中接触异常的概率减小，电池容量的发挥及平均电压的采集得到保障，数据异常的电池返工比例明显降低，提高了一次分容合格率和生产效率。

按照每天15 000只电池的投入量，接触方式改进后，每天减少了约2000只电池返工，按照单只电池额定容量13 Ah，标称电压3.2V计算，每天可节电83.2 kWh，按照0.6元/kWh计算，一年节约电费为16 000元。

表2 柜点接触电池压板的异常返工比例

3 结语

本文以分容柜点与动力锂电池顶盖的不同接触方式作为考察对象，对比分析了两种不同接触方式对分容后电池返工比例的影响，实践结果表明，采用柜点与电池压板接触的分容方式，过程中有效接触面积增大，接触异常的概率减小，电池容量发挥及平均电压的采集能够得到有效保障，返工比例明显降低，分容可靠性得到提高，同时节约了生产成本，是批量化生产中较为理想的分容接触方式。