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鋰電池組不一致性出現(xiàn)的原因分析

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2023年12月29日  

鋰離子電池組內(nèi)的使用環(huán)境關(guān)于各單體電池也不盡相同。這就導(dǎo)致了單體電池的不一致度在使用過(guò)程中逐步放大,從而在某些情況下使某些單體電池性能加速衰減,并最終引發(fā)鋰離子電池組過(guò)早失效。


鋰離子電池組不一致性出現(xiàn)的原因


鋰離子電池組的不一致性是一個(gè)不斷累積的過(guò)程,時(shí)間越長(zhǎng)單體電池之間出現(xiàn)的差異越大;并且鋰離子電池組還會(huì)受到使用環(huán)境的影響,在以后的使用過(guò)程中單體電池的不一致性會(huì)被逐漸放大,從而導(dǎo)致某些單體電池性能加速衰減,最終導(dǎo)致電池沒(méi)有使用功能。


鋰離子電池組的不一致性重要受時(shí)間的影響較大,原因重要包括兩個(gè)方面:


1、首先是制造過(guò)程中存在工藝上的問(wèn)題和材質(zhì)的不均勻等問(wèn)題,使得鋰離子電池的材料和等存在很微小的差別;在鋰離子電池組投入使用后,電池組中各個(gè)電池的電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過(guò)程等差別的影響,同一批次出廠的同一型號(hào)電池容量和內(nèi)阻可能存在差異性。


2、裝車使用時(shí),鋰離子電池組中各個(gè)電池的電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過(guò)程等差別的影響。


鋰離子電池組不一致會(huì)出現(xiàn)什么危害和問(wèn)題?


①容量損失,電芯單體組成鋰離子電池組,容量符合木桶原理,最差的那顆電芯的容量決定整個(gè)電池組的能力。


②壽命損失,小容量電芯,每次都是滿充滿放,出力過(guò)猛,很大可能最先到達(dá)壽命的重點(diǎn)。一直電芯壽命終結(jié),一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。


③內(nèi)阻增大,不同的內(nèi)阻,流過(guò)相同的電流,內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相比較較多。電池溫度過(guò)高,造成劣化速度加快,內(nèi)阻又會(huì)進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升,形成一對(duì)負(fù)反饋,使高內(nèi)阻電芯加速劣化。


如何應(yīng)對(duì)鋰離子電池組的不一致性問(wèn)題?


△分選:不同批次的電芯,理論上不放在一起使用。即使相同批次的電芯,也要經(jīng)過(guò)篩選,把參數(shù)相對(duì)集中的電芯放在一個(gè)鋰離子電池組里,同一個(gè)電池包里。


△熱管理:針對(duì)內(nèi)阻不一致電芯,出現(xiàn)熱量不相同問(wèn)題。熱管理系統(tǒng)的加入,可以調(diào)節(jié)整個(gè)鋰離子電池組的溫差,使之保持在一個(gè)較小的范圍里。生成熱量較多的電芯,依然溫升偏高,但不會(huì)與其他電芯拉開(kāi)差距,劣化水平就不會(huì)出現(xiàn)明顯的差距。


△電池均衡管理:為了解決這個(gè)問(wèn)題,電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)了均衡功能。保證鋰離子電池組良好的使用環(huán)境,盡量保證恒溫,減小振動(dòng),保證水、塵土等污染電池極柱。掌握鋰離子電池組中單電池不一致性發(fā)展規(guī)律,對(duì)極端參數(shù)電池進(jìn)行及時(shí)調(diào)整或更換,以保證電池組參數(shù)不一致性不隨使用時(shí)間而增大。


△能量管理策略:在能量管理方面,輸出功率允許的情況下,盡量減小電池放電深度。引入實(shí)用性電池組能量管理和均衡系統(tǒng),制定合理的電池均衡策略,主動(dòng)干預(yù)和降低電池的不一致性。盡量防止電池深放電的同時(shí),防止電池的過(guò)充電。


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