鋰離子電池不一致性問題及改進措施的探討

由于同類型、同規(guī)格的電池在電壓、內阻、容量等方面參數(shù)不同，在電動汽車上使用時，其功能指標往往達不到單電池的原始水平，嚴重影響了其在電動汽車上的使用。本文深入分析了電池組不符合的原因，總結了生產(chǎn)、裝配、使用和保護過程中不符合的補償方法。

沒有性

鋰離子電池的共屬性是指單個電池在群體中使用的初始功能指標的共屬性，包括:

能力;

阻抗;

電極的電特性;

電氣連接;

溫度特性;

衰減率等。

上述因素的差異將直接導致運行過程中輸出電氣參數(shù)的差異。鋰離子電池組的不統(tǒng)一或電池組的離散現(xiàn)象是指同一規(guī)格型號的單個電池形成的電池組:

電壓;

負載能力;

能力;

速度;

內阻及其隨時間的變化率;

服用;

溫度效應;

自放電率及其隨時間的變化率;

單節(jié)電池生產(chǎn)后，必然存在功能上的差異。

在電池使用過程中，初始的不一致性隨著電池的持續(xù)充放電循環(huán)而累積，導致單個電池的狀態(tài)(SOC、電壓等)差異較大。電池組內部的操作環(huán)境也因電池的不同而不同。

這就導致了單體電池在使用過程中的不一致性逐漸被放大，在某些情況下加速了單體電池功能的衰減，最終導致電池組的過早失效。

不是因為性的原因

在時間序列上，電池組中單個電池的不統(tǒng)一重要表現(xiàn)在兩個方面:

在生產(chǎn)過程中，工藝問題和原料的不均勻使得電池板的活性物質的活化程度和厚度、微孔率、連接條、分離器等都有很小的差異=>內部結構和原料的不完全一致。

在加載和使用過程中，各電池的電解質密度、溫度、通風條件、自放電程度和充放電過程都有不同程度的影響。

=>來自同批次同類型電池容量、內阻和自放電的差異。

原因分析,

由于這些不會同時發(fā)生的原因，我們是否可以通過某種方式完全消除電池組中的不團結:

很多人認為電池不齊是生產(chǎn)過程中的問題，但也有一些人認為是生產(chǎn)過程中的問題，經(jīng)過SPC過程控制方法可以完全消除電池不齊。

但實踐證明，即使嚴格控制配料、料漿、涂布、切割、軋輥等工序，也只能縮小產(chǎn)品間的規(guī)格，而不能消除產(chǎn)品間的不合格。

假如有許多影響一個隨機變量,隨機因素的影響,每個因素單獨不能發(fā)揮決定性的用途,并且可以將這些因素疊加的影響,然后隨機變量遵循正常色散,其特點包括規(guī)范的參數(shù)差異和意味著商。

電池充電和放電過程的電壓值是綜合反映電池熱力學和動力學條件,兩個細胞生產(chǎn)過程中工藝條件的影響在每個過程中,電池充電和放電電流,溫度,時間,在使用的過程中偶然因素的影響,所以在過程中單個電池的電池電壓可能不完全相同的。

下圖為一組10Ah磷酸鐵鋰單體電池裂解后的開路電壓和內阻的核算分析，以及同批2Ah電池的容量分布。從圖中可以看出，電池開路電壓、內阻和容量的1、2、3分布規(guī)律與正態(tài)分布規(guī)律較為接近。