單體電池成組后循環(huán)壽命會有所降低嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-04 12:35
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選用較長使用壽命的單體電池組合成電池組，會增加電池組循環(huán)使用次數(shù)，但為提升電池組整體性能，獲得更長使用壽命，還應重視單體電池匹配一致性，提供適宜的工作條件和采用妥當熱管理措施，進行及時修復與保養(yǎng)。在分析鋰離子電池組不一致性成因基礎上，提出電池不一致性的改進措施和優(yōu)化方法。
一、不一致性機理
1 單體電池之間參數(shù)差異
單體電池之間的狀態(tài)差異主要包括單體電池初始差異和使用過程中產(chǎn)生的參數(shù)差異。電池設計、制造、存儲以及使用過程中存在多種不可控制的因素，會影響電池的一致性。提高單體電池的一致性是提升電池組性能的先決條件。單體電池參數(shù)的相互影響，當前的參數(shù)狀態(tài)受初始狀態(tài)和時間累積作用的影響。
電池容量、電壓和自放電速率
電池容量不一致會使電池組各單體電池放電深度不一致。容量較小、性能較差的電池將提前達到滿充電狀態(tài)，造成容量大、性能好的電池不能達到滿充電狀態(tài)。電池電壓的不一致將導致并聯(lián)電池組中單體電池互充電，電壓較高的電池將給電壓較低的電池充電，這會加快電池性能的衰減，損耗整個電池組的能量。自放電速率大的電池容量損失大，電池自放電速率的不一致將導致電池荷電狀態(tài)、電壓產(chǎn)生差異，影響電池組的性能。
電池內阻
串聯(lián)系統(tǒng)中，單體電池內阻差異將導致各個電池的充電電壓不一致，內阻大的電池提前達到電壓上限，此時其他電池可能未充滿電。內阻大的電池能量損耗大，產(chǎn)生的熱量高，溫度差異進一步增大內阻差異，導致惡性循環(huán)。
并聯(lián)系統(tǒng)中，內阻差異將導致各個電池電流的不一致，電流大的電池電壓變化快，使各個單體電池的充放電深度不一致，造成系統(tǒng)的實際容量值難以達到設計值。電池工作電流不同，其性能在使用過程中會產(chǎn)生差異，最終會影響整個電池組的壽命。
2 充放電工況
充電方式影響鋰電池組的充電效率和充電狀態(tài)，過充過放都會損壞電池，多次充放電后電池組會顯露不一致性。目前，鋰離子電池充電方式有數(shù)種，但常見的有分段恒流充電方式和恒流恒壓充電方式。恒流充電是較為理想的方式，能夠進行安全、有效的滿充；恒流恒壓充電有效結合了恒流充電和恒壓充電的優(yōu)點，解決了一般恒流充電方式難以精準滿充的問題，避免了恒壓充電方式在充電初期電流過大對電池造成的影響，操作簡單方便。
3 溫度
鋰電池在高溫和高放電倍率下的性能會有明顯衰減。這是因為鋰離子電池在高溫條件下和大電流使用時，會造成正極活性物質和電解液的分解，這是放熱過程，短時間放出等熱量能導致電池自身溫度進一步升高，溫度升高又加速了分解現(xiàn)象，形成惡性循環(huán)，加速分解使電池性能進一步下降。所以，如果電池組熱管理不當，會帶來不可逆性能損降。
電池組設計和使用環(huán)境差異會造成單體電池所處溫度環(huán)境不一致。由Arrhenius定律可知，電池的電化學反應速度常數(shù)與度呈指數(shù)關系，不同溫度下電池電化學特性不同。溫度會對電池電化學系統(tǒng)的運行、庫侖效率、充放電能力、輸出功率、容量、可靠性以及循環(huán)壽命產(chǎn)生影響。目前，主要開展的是溫度對電池組不一致性影響定量化研究。
