鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1644次 | 2018年06月13日
鋰電池離散度的影響因素及優(yōu)化的介紹
鋰電池在成組過程中,由于鋰電芯本身構(gòu)成材料的細(xì)微差異和成組工藝的水平不同,會使鋰電芯在使用和放置過程中出現(xiàn)功能表現(xiàn)不一致的現(xiàn)象,這就是鋰電池的離散現(xiàn)象,描述這種離散現(xiàn)象的量化指標(biāo)就是離散度,它是由若干參數(shù)的函數(shù)關(guān)系求得的,引起離散度數(shù)值變化的主要有:電阻、電壓、容量、溫度等。
1、電池內(nèi)阻,尤其是極化內(nèi)阻的不一致,使得個別電池在充放電過程中電壓變化劇烈,從而導(dǎo)致整個電池組的變化劇烈;2、單體電池電壓的不一致,將影響電池組的調(diào)峰能力,使得整體電池組放出的能量降低;3、由于電池工作中有放熱和吸熱過程,電池溫度會不斷變化,當(dāng)過熱時,會帶來性能下降和安全隱患,事實證明,近年發(fā)生的電動汽車運(yùn)營和測試起火的導(dǎo)火索都是因為過溫保護(hù)不到位引起電池發(fā)熱起火的,電池類型不但有錳酸鋰,磷酸鐵鋰電池也是如此;4、容量是離散性中最嚴(yán)重的因素,容量不一致主要引起兩個方面的性能問題,一是部分電池會處于過充過放狀態(tài),導(dǎo)致燃燒、爆炸等不安全因素,二是低容量單體電池因為提早結(jié)束工作,影響到整個電池組中其他單體電池的能量不能完全釋放,從而引起整個電池組的壽命衰減。
為了減小鋰電池離散度的負(fù)面影響,最大限度滿足電池組均勻性的要求,需要從以下制作和使用角度進(jìn)行改善。
1、生產(chǎn)過程中,鋰電池設(shè)計保證符合大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)的要求,尋找控制產(chǎn)品質(zhì)量的工藝方法,保證單體電池在材料和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的均勻性。
2、使用中,首先要優(yōu)化分選匹配技術(shù),使得鋰電池組在使用初期的一致性得以滿足;其次是弱化電池內(nèi)部溫度不平衡狀態(tài),使電流密度盡量均勻,減小電池接觸電阻的連接方式。
3、測試電池組表面溫度和流速,選擇合理、科學(xué)的通風(fēng)結(jié)構(gòu),使整個電池組的表面溫度均勻,保證電池組使用時每只電池處于相同的溫度環(huán)境中。
電池一致性差是電池組制造過程中較難把握的工藝,目前的控制方法都不夠盡善盡美,但對鋰電池離散度加強(qiáng)認(rèn)識,以改進(jìn)鋰電池的一致性是必要的,也是做好這個事情的基礎(chǔ)。
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