分析:影響動(dòng)力鋰離子電池使用壽命的因素

鋰離子動(dòng)力鋰電池不能滿足電動(dòng)汽車的動(dòng)力需求，因此要使用多個(gè)電池串聯(lián)并聯(lián)動(dòng)力鋰電池組為電動(dòng)汽車供應(yīng)能量。從目前鋰離子動(dòng)力鋰電池單體生產(chǎn)技術(shù)水平來看，生產(chǎn)過程中各種因素的影響會(huì)使同類型單體電池在電壓、容量、內(nèi)阻等方面出現(xiàn)故障。動(dòng)力鋰電池的功能取決于單個(gè)電池的功能，但絕不是單個(gè)電池功能的簡單積累。由于單體電池的功能不一致，在電動(dòng)汽車上反復(fù)使用時(shí)，動(dòng)力鋰電池會(huì)出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致使用壽命縮短。

受限于目前鋰離子動(dòng)力鋰電池技術(shù)打開的瓶頸，對動(dòng)力鋰電池使用壽命的因素進(jìn)行探討，并處理相關(guān)問題，延長動(dòng)力鋰電池使用壽命是非常重要的。這將有助于鋰離子電池在電動(dòng)汽車中打開前進(jìn)的鋰離子動(dòng)力鋰電池使用動(dòng)力。

影響電池單體使用壽命的因素

在電動(dòng)汽車使用的動(dòng)力鋰電池的壽命結(jié)束時(shí)，電池的衰減被含義為其初始容量的20%。當(dāng)動(dòng)力鋰電池在電動(dòng)汽車上反復(fù)充放電時(shí)，由于鋰離子電池內(nèi)部持續(xù)的不良反應(yīng)，導(dǎo)致電池本體的材料性能下降。這種下降是由于以下幾個(gè)方面:電極材料晶格結(jié)構(gòu)的變化;電極材料分解、脫落或腐蝕，形成活性物質(zhì)還原;電解液分解消耗引起電導(dǎo)率下降、阻抗增大;由于負(fù)極演化或副反應(yīng)，可分離的鋰離子被消耗。新增的阻抗由于副用途的反應(yīng)氣體，不溶性材料，并結(jié)合劑改性和流體收集腐蝕。

單體不一致性對電池性能的影響

電池單體的不一致性重要發(fā)生在生產(chǎn)過程中，由于電池板的工藝水平、微孔率、活性物質(zhì)的活化程度等差異較小。這種電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不一致性會(huì)使同批次同類型電池的電壓、容量、內(nèi)阻不一定完全一致。將單個(gè)電池的不一致性對動(dòng)力鋰電池使用壽命的影響分為電壓不一致性、容量不一致性和內(nèi)阻不一致性。

在組裝單個(gè)電池的過程中，假設(shè)電壓不一致性較大，當(dāng)?shù)蛪弘姵嘏c普通電池一起使用時(shí)，會(huì)形成電池的負(fù)載。因?yàn)椴⒙?lián)的兩個(gè)電池中都有低壓電池，所以會(huì)相互充電，其他電池給電池充電。這種連接會(huì)導(dǎo)致低壓電池容量小幅新增，高壓電池容量大幅降低，相互充電時(shí)的能量損耗無法達(dá)到期望的外部輸出。

在對電池進(jìn)行分組之前，初始容量的不一致性已經(jīng)被大大降低，盡管這個(gè)過程可以通過單獨(dú)充電來平衡單個(gè)電池的初始容量的差異。然而，電動(dòng)汽車的持續(xù)充放電周期在一定程度上擴(kuò)大了這種不一致性。容量隨循環(huán)衰減率的變化而變化，隨電池循環(huán)次數(shù)的新增而變化越來越大。這將導(dǎo)致單個(gè)電池的容量衰減增大，整個(gè)電池組的容量衰減增大。