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锂离子电池一致性问题详解

钜大LARGE  |  点击量:1524次  |  2020年11月24日  

我们日常的相关经验是,两节干电池,正负极连接起来,手电筒就能发光,有谁管它一致不一致的事情。而锂离子电池的大规模应用,情形却并非如此简单。


锂离子电池参数的不一致重要是指容量、内阻、开路电压的不一致。不一致的电芯串并在一起使用,会出现如下问题。


1)容量损失,电芯单体组成电池组,容量符合木桶原理,最差的那颗电芯的容量决定整个电池组的能力。


为了防止电池过充过放,电池管理系统的逻辑如此设置:放电时,当最低的单体电压达到放电截止电压时,整个电池组停止放电;充电时,当最高单体电压触及充电截止电压时,停止充电。


拿两只电池串联举例。一只电池容量C,另外一只容量只有0.9C。串联关系,两只电池通过同样大小的电流。


充电时,容量小的电池必然先充满,达到充电截止条件,系统不再继续充电。放电时,容量小的电池也必然先放光全部可用能量,系统即刻停止放电。


这样,容量小的电芯始终在满充满放,容量大的电芯却一直使用部分容量。整个电池组的容量总有一部分处于闲置状态


2)寿命损失,类似的,电池组的寿命,由寿命最短的那颗电芯决定。很大可能性,寿命最短的电芯,就是那颗容量小的电芯。小容量电芯,每次都是满充满放,出力过猛,很大可能最先到达寿命的重点。一直电芯寿命终结,一组焊接在一起的电芯,也就跟着寿终正寝。


3)内阻增大,不同的内阻,流过相同的电流,内阻大的电芯发热量相比较较多。电池温度过高,造成劣化速度加快,内阻又会进一步升高。内阻和温升,形成一对负反馈,使高内阻电芯加速劣化。


上面三个参数,并不完全独立,老化程度深的电芯内阻比较大,容量衰减也更多。分开说明,只是想表述清楚它们各自的影响方向。


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