鋰電池一致性篩選指標,鋰電池一致性分選方法
來源：存能電氣 日期：2019-08-08 10:40 瀏覽量：次
鋰電池一致性篩選指標，鋰電池一致性分選方法。作為三大關鍵技術之一，電池技術是限制我國電動汽車發展的核心瓶頸。其中，一致性相關問題是影響電動汽車用鋰離子電池性能、壽命、成本的關鍵問題。電池之間的不一致性會導致在整車應用中電池系統性能遠劣于單體性能，嚴重降低整體電池組的使用壽命。本文就根據鋰電池一致性的問題，來解答鋰電池一致性篩選指標和分選方法。
鋰電池一致性篩選指標
1、容量一致
容量有額定容量和實際容量之分。電池的額定容量，是指設計與制造電池時規定或保證電池在一定的放電條件下，應該放出最低限度的電量；電池的實際容量，是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量，主要受放電倍率和溫度的影響。額定容量是指電池的標稱容量。分容時，電池在環境溫度為25±5℃條件下，以3h率電流放電至終止電壓，電流值和放電時間數據的乘積計算出額定容量。同一組鋰電池組中，將單體電池的額定容量差控制在一定范圍內。
2、內阻一致
一般分為交流內阻和直流內阻，日常測量的是交流內阻，內阻主要由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結構、裝配等有關。正常情況下，內阻小的電池的大電流放電能力強，內阻大的電池放電能力弱。電阻內阻大，會產生大量的焦耳熱，從而引起電池內部溫度升高，導致電池放電工作電壓降低，放電時間縮短，對電池性能、壽命等造成嚴重影響，內阻的單位為Ω。電池在25±5℃下，用交流內阻測試儀測量其交流阻抗，交流內阻測試儀測試頻率為1kHz。同一組電池組中，將鋰電池的內阻控制在一定范圍內。
3、恒流比一致
恒流比是指單體充電時恒電流充入的電量與恒電流、恒電壓充入的總電量之比，恒流比越高電池性能越好。分容時，蓄電池在25±5℃下以3h率電流恒流放電至規定電壓，再以3h率電流恒流充電至規定電壓，以此電壓恒電壓充電，至充電停止。可計算恒電流充入的電量與恒電流、恒電壓充入的總電量之比。同一組鋰電池組中，單體電池選用統一個恒流比檔次。
4、放電平臺一致
放電平臺是電池放電曲線的一個特征，即電池充滿電后，以3h率電流放電至規定電壓的時間。放電平臺越高，電池性能越好。分容時，蓄電池在25±5℃下，以3h率電流恒流充電至恒壓充電電壓，轉恒壓充電至充電停止。以3h率電流放電，直到放電終止。記錄電壓下降至規定電壓的時間。同一組鋰電池組中，單體電池需用同一個放電平臺檔次。
5、電壓一致
電池電壓是指電池正負極之間電位差，電壓分開路電壓和工作電壓，開路電壓指電池在未進行充放電的狀態下，電池兩極之間的電位差。如果電池正、負極的材料完全一樣，那么不管電池體積有多大，幾何結構如何變化，其開路電壓都一樣。工作電壓指電池在充放電時，電池兩極之間的電位差，充電電壓高于開路電壓，放電電壓低于開路電壓。同等條件下，放電電壓越高，電池性能越好。電壓受電池帶電量、溫度等條件影響，電壓單位為“伏(V)”。同一組電池組中，將單體電池的電壓控制在一定壓差范圍內。
6、電池批次
批次一致，是指使用同一批次材料、同一工藝、同一設備、同一時間生產的同型號鋰電池的電性能基本一致。同一組電池組選用同一個批次電池，如果一個批次數量不夠，則選用同一工藝制程的相鄰批次電池。
鋰電池一致性分選方法
在既有的生產能力和工藝水平下，解決鋰電池一致性問題常見的有三條路，一是合理分選，把性能參數相近的電芯放在一個電池包里使用，盡力是電芯初始狀態一致；二是提高熱管理水平，為電池提供更適宜且更均勻的工作環境溫度，避免初始的不一致進一步惡化；三是提高電池管理系統全面監控的能力和均衡能力，力求改善已經發生的不一致情況。
●靜態分選
傳統上，應用較多的是靜態分選。靜態，是指電芯參數與工作狀態無關。通常，被用來做靜態分選的參數包括電池的容量，開路電壓和內阻等。
在很長一段時間里，靜態分選都是鋰電池行業的主要分選方式。但靜態分選無法反應電池工作過程中的參數特點。電化學反應是一個復雜的動態過程，簡單的用電池的幾個靜態參數，無法準確概括電芯的未來特性。
●動態分選
動態分選，是基于電池充放電等工作過程中，電芯參數有所不同進行分組的工作方法。
一類方法是把電芯恒流充放電作為研究過程。另一類，是把恒流恒壓充電過程作為研究過程。還有一類，考慮電動汽車實際運行中可能遇到的脈沖電流情況，認為電流的大小會極大的影響電芯的極化狀態。因而在前面恒流恒壓充電曲線的分組基礎上繼續細化分組，給電芯加載脈沖電流，把電芯端電壓作為分組依據。
鋰電池因其高能量密度和長循環壽命而得到廣泛應用。然而當多個電池通過串聯或者并聯成組時，電池組往往存在容量衰減過快、壽命較短的問題，這是由于電池單體之間的非一致性而造成的。如何利用簡單、可靠的分選方法，篩選出性能盡可能一致的電池用來成組，對鋰電池在大規模儲能中的推廣應用具有重要的科學與實踐意義。
