鋰離子電池不一致性問(wèn)題及改進(jìn)措施的探討

由于同類型、同規(guī)格的電池在電壓、內(nèi)阻、容量等方面參數(shù)不同，在電動(dòng)汽車上使用時(shí)，其功能指標(biāo)往往達(dá)不到單電池的原始水平，嚴(yán)重影響了其在電動(dòng)汽車上的使用。本文深入分析了電池組不符合的原因，總結(jié)了生產(chǎn)、裝配、使用和保護(hù)過(guò)程中不符合的補(bǔ)償方法。

沒(méi)有性

鋰離子電池的共屬性是指單個(gè)電池在群體中使用的初始功能指標(biāo)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(dǎo)致運(yùn)行過(guò)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(hào)的單個(gè)電池形成的電池組:

電壓;

負(fù)載能力;

能力;

速度;

內(nèi)阻及其隨時(shí)間的變化率;

服用;

溫度效應(yīng);

自放電率及其隨時(shí)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(guò)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(dǎo)致單個(gè)電池的狀態(tài)(SOC、電壓等)差異較大。電池組內(nèi)部的操作環(huán)境也因電池的不同而不同。

這就導(dǎo)致了單體電池在使用過(guò)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(dǎo)致電池組的過(guò)早失效。

不是因?yàn)樾缘脑?/p>

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

在生產(chǎn)過(guò)程中，工藝問(wèn)題和原料的不均勻使得電池板的活性物質(zhì)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(nèi)部結(jié)構(gòu)和原料的不完全一致。

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

=>來(lái)自同批次同類型電池容量、內(nèi)阻和自放電的差異。

原因分析,

由于這些不會(huì)同時(shí)發(fā)生的原因，我們是否可以通過(guò)某種方式完全消除電池組中的不團(tuán)結(jié):

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

但實(shí)踐證明，即使嚴(yán)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(gè)隨機(jī)變量,隨機(jī)因素的影響,每個(gè)因素單獨(dú)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(jī)變量遵循正常色散,其特點(diǎn)包括規(guī)范的參數(shù)差異和意味著商。

電池充電和放電過(guò)程的電壓值是綜合反映電池?zé)崃W(xué)和動(dòng)力學(xué)條件,兩個(gè)細(xì)胞生產(chǎn)過(guò)程中工藝條件的影響在每個(gè)過(guò)程中,電池充電和放電電流,溫度,時(shí)間,在使用的過(guò)程中偶然因素的影響,所以在過(guò)程中單個(gè)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(kāi)路電壓和內(nèi)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(kāi)路電壓、內(nèi)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。