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锂电池离散度的影响因素及优化
作者:admin 发布日期:2017/4/24 0:00:00

锂电池在成组过程中,由于锂电芯本身构成材料的细微差异和成组工艺的水平不同,会使锂电芯在使用和放置过程中出现功能表现不一致的现象,这就是锂电池的离散现象,描述这种离散现象的量化指标就是离散度,它是由若干参数的函数关系求得的,引起离散度数值变化的主要有:电阻、电压、容量、温度等。
1、电池内阻,尤其是极化内阻的不一致,使得个别电池在充放电过程中电压变化剧烈,从而导致整个电池组的变化剧烈;


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2、单体电池电压的不一致,将影响电池组的调峰能力,使得整体电池组放出的能量降低;

3、由于电池工作中有放热和吸热过程,电池温度会不断变化,当过热时,会带来性能下降和安全隐患,事实证明,近年发生的电动汽车运营和测试起火的导火索都是因为过温保护不到位引起电池发热起火的,电池类型不但有锰酸锂,磷酸铁锂电池也是如此;

4、容量是离散性中最严重的因素,容量不一致主要引起两个方面的性能问题,一是部分电池会处于过充过放状态,导致燃烧、爆炸等不安全因素,二是低容量单体电池因为提早结束工作,影响到整个电池组中其他单体电池的能量不能完全释放,从而引起整个电池组的寿命衰减。
为了减小锂电池离散度的负面影响,最大限度满足电池组均匀性的要求,需要从以下制作和使用角度进行改善。


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1、生产过程中,锂电池设计保证符合大规模机械化生产的要求,寻找控制产品质量的工艺方法,保证单体电池在材料和内部结构上的均匀性。
2、使用中,首先要优化分选匹配技术,使得锂电池组在使用初期的一致性得以满足;其次是弱化电池内部温度不平衡状态,使电流密度尽量均匀,减小电池接触电阻的连接方式。
3、测试电池组表面温度和流速,选择合理、科学的通风结构,使整个电池组的表面温度均匀,保证电池组使用时每只电池处于相同的温度环境中。
电池一致性差是电池组制造过程中较难把握的工艺,目前的控制方法都不够尽善尽美,但对锂电池离散度加强认识,以改进锂电池的一致性是必要的,也是做好这个事情的基础。
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