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鋰離子電池一致性問題詳解

鉅大LARGE  |  點擊量:1624次  |  2020年11月24日  

我們日常的相關經驗是,兩節干電池,正負極連接起來,手電筒就能發光,有誰管它一致不一致的事情。而鋰離子電池的大規模應用,情形卻并非如此簡單。


鋰離子電池參數的不一致重要是指容量、內阻、開路電壓的不一致。不一致的電芯串并在一起使用,會出現如下問題。


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


為了防止電池過充過放,電池管理系統的邏輯如此設置:放電時,當最低的單體電壓達到放電截止電壓時,整個電池組停止放電;充電時,當最高單體電壓觸及充電截止電壓時,停止充電。


拿兩只電池串聯舉例。一只電池容量C,另外一只容量只有0.9C。串聯關系,兩只電池通過同樣大小的電流。


充電時,容量小的電池必然先充滿,達到充電截止條件,系統不再繼續充電。放電時,容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統即刻停止放電。


這樣,容量小的電芯始終在滿充滿放,容量大的電芯卻一直使用部分容量。整個電池組的容量總有一部分處于閑置狀態


2)壽命損失,類似的,電池組的壽命,由壽命最短的那顆電芯決定。很大可能性,壽命最短的電芯,就是那顆容量小的電芯。小容量電芯,每次都是滿充滿放,出力過猛,很大可能最先到達壽命的重點。一直電芯壽命終結,一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。


3)內阻增大,不同的內阻,流過相同的電流,內阻大的電芯發熱量相比較較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內阻又會進一步升高。內阻和溫升,形成一對負反饋,使高內阻電芯加速劣化。


上面三個參數,并不完全獨立,老化程度深的電芯內阻比較大,容量衰減也更多。分開說明,只是想表述清楚它們各自的影響方向。


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