簡(jiǎn)述化成工藝對(duì)鋰離子電池性能的影響
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-09 14:31
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1 實(shí)驗(yàn)部分
選取60 支60Ah 電池,按照3 種方式對(duì)電池進(jìn)行化成及定容。A、常規(guī)化成定容:選取20 支(1-20#)同批次注液且靜置完成的60Ah電池,進(jìn)行常規(guī)的單體化成單體定容;B、串聯(lián)化成常規(guī)定容:選取20 支(21-40#)同批次注液且靜置完成的60Ah 電池,將20 支電池串聯(lián)組成20 串電池組進(jìn)行串聯(lián)化成,化成完成后將電池組拆開后進(jìn)行單體定容;C、串聯(lián)化成串聯(lián)定容:選取20 支(41-60#)同批次注液且靜置完成的60Ah電池,將20 支電池串聯(lián)組成20串電池組進(jìn)行串聯(lián)化成和串聯(lián)定容。定容后,通過(guò)首次充電容量、首次放電容量、二次充電容量、化成前內(nèi)阻、定容后內(nèi)阻、容量電壓平臺(tái)等指標(biāo),對(duì)電池性能進(jìn)行分析,根據(jù)電池性能優(yōu)選出最佳的化成定容方式。
2 測(cè)試結(jié)果
2.1 化成效率分析
針對(duì)以上60 支電池,對(duì)其進(jìn)行首次充電容量、首次放電容量、二次充電容量統(tǒng)計(jì),并計(jì)算首次放電容量效率和二次充電容量效率。為便于直觀看出容量變化情況,還計(jì)算了首次放電容量衰減數(shù)和二次充電容量增長(zhǎng)數(shù)。具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1-圖3。從圖中可以看出,首次放電容量比較高的電池,其二次充電容量也比較高;首次放電效率比較低的電池其二次充電效率比較高;首次放電容量損失比較小的電池其二次充電容量增長(zhǎng)卻比較大,說(shuō)明即使在串聯(lián)化成時(shí)首次沒(méi)充滿,在后繼的循環(huán)中也會(huì)將容量補(bǔ)充上去,不會(huì)對(duì)電池性能造成影響。對(duì)電池容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果發(fā)現(xiàn):A組電池平均容量為61.83Ah,B組電池平均容量為61.96 Ah,C組電池平均容量為62.04Ah,B組電池容量較A組略大,C組電池最大,說(shuō)明串聯(lián)化成和串聯(lián)定容不會(huì)對(duì)電池容量造成不良影響作用。
2.2 內(nèi)阻分析
對(duì)不同化成制度下化成得到的60 支60Ah電池的交流內(nèi)阻及容量進(jìn)行分組分析,結(jié)果如圖4 所示。從圖4 可以看出,常規(guī)化成制度下內(nèi)阻較高,串聯(lián)化成常規(guī)定容內(nèi)阻略低,串聯(lián)化成串聯(lián)分選內(nèi)阻最低。為了更明確的看出化成制度對(duì)電池內(nèi)阻的影響,計(jì)算了化成定容過(guò)程前后的內(nèi)阻變化情況,結(jié)果如圖5 所示。從圖5 可以看出,采用串聯(lián)化成串聯(lián)分選后的電池內(nèi)阻顯著降低。同時(shí),對(duì)三組電池樣品的平均內(nèi)阻進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示:A組電池平均內(nèi)阻為0.4905mΩ,B組電池平均內(nèi)阻為0.4612 mΩ,C組電池平均內(nèi)阻為0.4221 mΩ,C組的平均內(nèi)阻最小。
2.3 容量電壓平臺(tái)分析
中值電壓可以直觀的反映電池的電壓平臺(tái)的高低,圖6 是60 支60Ah 電池的首次放電中值電壓與電池容量的關(guān)系圖。由圖6 可以看出,隨著電池容量的增加,電池的首次放電中值電壓也呈增大的趨勢(shì)。對(duì)三組電池樣品的平均中值電壓進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示:A組電池平均中值電壓為3.217V,B組電池平均中值電壓為3.220V,C組電池平均中值電壓為3.220V。圖7 是三種不同的化成制度下電池的中值電壓與首次放電容量的關(guān)系,可以看出串聯(lián)化成串聯(lián)定容的電池中值電壓一致性較好,平臺(tái)也較高,證明串聯(lián)化成定容能夠有效提高電池組的一致性,避免單體循環(huán)時(shí)不同設(shè)備引起的不一致性。












