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解決鋰電池不一致性問題的方法

來源:存能電氣  日期:2019-08-26 09:50  瀏覽量:

  解決鋰電池不一致性問題的方法。鋰電池參數(shù)的不一致主要是指容量、內(nèi)阻、開路電壓的不一致。直到現(xiàn)在,電芯的不一致性,仍然是行業(yè)內(nèi)研究的重要領(lǐng)域。電芯能量密度再高,遇到不一致性來攪局,電池包能力也會大打折扣。

  解決鋰電池不一致性問題的方法

  鋰電池不能做成一大只,只好把眾多小電芯組織起來,大家勁往一處使,精誠合作,也能帶著電動汽車飛起。這時候,就需要面對一個問題,一致性。

  在既有的生產(chǎn)能力和工藝水平下,解決鋰電池一致性問題常見的有三條路。

鋰電池不一致性.jpg

  一、合理分選

  把性能參數(shù)相近的電芯放在一個電池包里使用,盡力是電芯初始狀態(tài)一致;分選的目的,是把參數(shù)相近的電芯挑選出來。分選方法,被研究了很多年,主要分靜態(tài)分選和動態(tài)分選兩大類。

  二、提高熱管理水平

  為鋰電池提供更適宜且更均勻的工作環(huán)境溫度,避免初始的不一致進(jìn)一步惡化;熱管理系統(tǒng)的加入,可以調(diào)節(jié)整個電池組的溫差,使之保持在一個較小的范圍里。生成熱量較多的電芯,依然溫升偏高,但不會與其他電芯拉開差距,劣化水平就不會出現(xiàn)明顯的差距。

  三、提高鋰電池管理系統(tǒng)

  全面監(jiān)控的能力和均衡能力,力求改善已經(jīng)發(fā)生的不一致情況。為了解決這個問題,電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計了均衡功能。

  鋰電池不一致性會出現(xiàn)哪些問題?

  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。

  2)壽命損失。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(dá)壽命的重點。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,流過相同的電流,內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相對比較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內(nèi)阻又會進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升,形成一對負(fù)反饋,使高內(nèi)阻電芯加速劣化。

  為什么鋰電池多數(shù)都是小個子?

  能量密度高,鋰電池往往不敢設(shè)計成大容量。鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右,而鋰電池,已經(jīng)超過150Wh/kg。能量集中度提高,對安全性的要求水漲船高。

  首先,單只能量過高的鋰電池,遇到意外,引發(fā)熱失控,電池內(nèi)部急劇反應(yīng),短時間內(nèi),過多的能量無處釋放,是非常危險的。尤其在安全技術(shù),管控能力發(fā)展還不夠充分的時候,每只電池的容量都應(yīng)該克制。

  其次,被鋰電池殼體包裹起來的能量,一旦出現(xiàn)意外,消防員、滅火劑無法觸及、無能為力,只能在發(fā)生事故時隔離現(xiàn)場,任事故電池自行反應(yīng),能量燃盡為止。

  目前鋰電池參數(shù)的不一致性是影響電池組使用壽命的關(guān)鍵因素,雖然熱管理水平的提升在某種程度上保證了電池組的安全運(yùn)行,但對于提升電池的一致性水平仍然是大規(guī)模使用鋰電池的重要技術(shù)影響因素。

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