關(guān)于鋰離子電池組不一致性介紹
來源:寶鄂實業(yè)
2020-10-29 19:06
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不一致性
鋰離子電池一致性是指用于成組的單體電池的初期性能指標的一致,包括:
容量;
阻抗;
電極的電氣特性;
電氣連接;
溫度特性;
衰變速度等。
以上因數(shù)的差異,將直接導(dǎo)致運行過程中輸出電參數(shù)的差異。鋰離子電池組的不一致性或電池組的離散現(xiàn)象就是指同一規(guī)格型號的單體蓄電池組成電池組后, 其:
電壓;
荷電量;
容量;
衰退率;
內(nèi)阻及其隨時間變化率;
壽命;
溫度影響;
自放電率及其隨時間變化率;
單體電池在制造出來后,本身存在一定性能差異。
初始的不一致度隨著電池在使用過程中連續(xù)的充放電循環(huán)而累計,導(dǎo)致各單體電池狀態(tài)(SOC、電壓等)產(chǎn)生更大的差異;電池組內(nèi)的使用環(huán)境對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)電池組過早失效。
不一致性原因
從時間順序劃分,電池組中單體電池的不一致性主要體現(xiàn)在兩方面:
制造過程中,工藝上的問題和材質(zhì)的不均勻,使得電池極板活性物質(zhì)的活化程度和厚度、微孔率、連條、隔板等存在很微小的差別 =>內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上的不完全一致性。
裝車使用時,電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。
=> 同一批次出廠的同一型號電池的容量、內(nèi)阻和自放電的差異性。
原因分析
針對這些不一致產(chǎn)生的原因,是否可以通過某些措施完全消除電池組內(nèi)的不一致:
很多人認為電池不一致是生產(chǎn)工藝的問題,也有人認為是配組過程的問題,通過SPC等過程控制措施就可以完全消除電池的不一致。
但是實踐證明,即使嚴格控制配料、活漿、涂布、裁剪、輥壓等工藝過程,只是縮小批量產(chǎn)品之間的標準差,而不能消除不一致性。
若影響某一隨機變量的隨機因素很多,且其中每個因素的影響?yīng)氉远疾荒芷饹Q定性作用,這些因素的影響又可疊加,則該隨機變量服從正態(tài)分布,特性的參數(shù)有標準差σ和均值μ。
電池充放電過程的電壓值是該電池?zé)崃W(xué)和動力學(xué)狀態(tài)的綜合反映,既受電池生產(chǎn)過程中各工序工藝條件的影響,又受電池充放電過程中電流、溫度、時間和使用過程中偶然因素的影響因而電池組內(nèi)各個電池的電壓值不可能完全一樣。
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