鋰離子電池不一致性的危害及處理方法

鋰離子電池廠家的回答是，電池的性能不一致，都是在生產(chǎn)過程中形成的，在使用過程中加深的。同一電池組的電池很弱，隨著加速而變?nèi)?。隨著老化程度的加深，單體細(xì)胞間參數(shù)的離散度增大。

動(dòng)力鋰離子電池，已穩(wěn)居電動(dòng)汽車電源龍頭地位。使用壽命長，能量密度高，改善潛力大。安全可以改變，能量密度可以繼續(xù)上升。在可預(yù)見的未來(傳言在2020年左右)，它將有可能趕上汽油動(dòng)力汽車的續(xù)航能力和成本效益，并進(jìn)入電動(dòng)汽車成熟的第一階段。然而，鋰離子電池也有自己的問題。

電池性能的不一致性在生產(chǎn)過程中形成，在使用過程中加深。同一電池組的電池很弱，隨著加速而變?nèi)?。隨著老化程度的加深，單體細(xì)胞間參數(shù)的離散度增大。

目前工程師應(yīng)該與單細(xì)胞不一致，重要有三個(gè)方面。單個(gè)電池被分成幾組進(jìn)行熱管理。電池管理系統(tǒng)在出現(xiàn)少量不一致時(shí)供應(yīng)平衡功能。

1)排序

不同批次的細(xì)胞理論上不能同時(shí)使用。即使是相同批次的電池，也要進(jìn)行篩選，相對集中的參數(shù)電池在一個(gè)電池組，相同的電池組。

排序的目的是選擇具有相似參數(shù)的單元格。排序方法研究多年，分為靜態(tài)排序和動(dòng)態(tài)排序。

靜態(tài)分選是對開路電壓、電池內(nèi)阻、容量等特點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行篩選，選擇目標(biāo)參數(shù)，引入統(tǒng)計(jì)算法，設(shè)定篩選標(biāo)準(zhǔn)，最后將同一批次電池分成若干組。

動(dòng)態(tài)篩選是對電池在充放電過程中的特性進(jìn)行篩選。有的選擇恒流恒壓充電方式，有的選擇脈沖脈沖充放電方式，有的比較自己的充放電曲線之間的關(guān)系。

靜態(tài)篩選與靜態(tài)篩選相結(jié)合，采用靜態(tài)篩選進(jìn)行初步分組，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)篩選。這樣分組更多，篩選準(zhǔn)確率更高，但成本也會(huì)相應(yīng)新增。

這里有一個(gè)小型的鋰離子電池生產(chǎn)規(guī)模的重要性演示。大規(guī)模的發(fā)貨可以讓制造商進(jìn)行更復(fù)雜的分揀，從而使電池組的性能更接近。假如產(chǎn)量太小，組太多，一批不能配備電池組，即使最好的方法也不能使用。

2)熱管理

關(guān)于內(nèi)阻不一致的電池，出現(xiàn)的熱量也不相同。熱管理系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)整個(gè)電池的溫差，使其保持在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。出現(xiàn)較多熱量的電池，仍在高溫上升，但不會(huì)與其他電池拉開差距，劣化程度也不會(huì)出現(xiàn)明顯差距。

3)平衡

細(xì)胞單體的不一致性和某些細(xì)胞的終端電壓總是比其他細(xì)胞提前達(dá)到控制閾值，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的容量下降。為了解決這一問題，電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)了一個(gè)平衡功能。

其中一個(gè)電池是最先達(dá)到充電截止電壓的，而其他電池的電壓明顯滯后。BMS可以啟動(dòng)充電均衡功能，也可以通過連接電阻器將部分高壓電池的電量放掉，或者將能量轉(zhuǎn)移到低壓電池上。通過這種方式，切斷條件被移除，充電過程重新啟動(dòng)，使電池組充滿更多的能量。

到目前為止，細(xì)胞不一致性仍然是業(yè)界研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。無論電池的能量密度有多高，假如受到不一致的干擾，電池組的能力都會(huì)大大降低。