(1)导致锂动力锂电池电芯参数不一致的因素
锂动力锂电池电芯参数不一致是一个不断累积的过程,时间越长各锂动力锂电池电芯之间参数出现的差异越大。其原因是在锂动力锂电池模组的使用过程中受到使用环境因素的影响,致使锂动力锂电池电芯参数的不一致被逐渐放大,从而导致某些锂动力锂电池电芯性能加速衰减,最终导致锂动力锂电池模组寿命终结。影响锂动力锂电池电芯参数不一致的因素有:
1)锂动力锂电池电芯在制造过程中,由于制造工艺生产水平、材料精度、纯度的不稳定性,导致最终产品性能参数的不一致。使用不同批次的正极、负极和电解液生产的锂动力锂电池电芯,一般是不能混用的。即使在分选过程中锂动力锂电池电芯的参数非常一致,也不能保证在未来使用一段时间以后锂动力锂电池电芯的状态,因而当前的处理方式是防止采用不同批次的正极、负极和电解液生产的锂动力锂电池电芯混合使用。
一致性受生产工序等多方影响
2)锂动力锂电池电芯生产工艺比较复杂,在整个生产过程中,每一工序的一致性都非常重要,但最难保障一致性的是涂布工艺过程,涂层厚度和均匀性以及材料活性都不是机械手段易于严密把控的,是造成锂动力锂电池电芯差异的重要工序。在制造工序中出现的差异,只能在分选工序中尽力弥补。在锂动力锂电池电芯生产过程中,即使严格控制配料、活浆、涂布、裁剪、辊压等工艺过程,只是缩小批量产品之间的标准差,但不能消除不一致性。
(2)导致锂动力锂电池电模组参数不一致的因素
锂动力锂电池电芯重要的结构包括正极,正极集流体,负极,负极集流体,隔膜和电解液。锂动力锂电池电芯的性能表现的不一致,根源最终都可以挖掘到这些组成部件上来。锂动力锂电池电芯的不一致性必然会传导到锂动力锂电池模组上,锂动力锂电池电芯分选的重要性会在成型后的锂动力锂电池模组上体现出来。
单体锂动力锂电池电芯经过焊接、夹持,串并联,连接在一起构成锂动力锂电池模组。在此生产过程中的工艺不一致,必然会导致锂动力锂电池模组与模组之间的不一致,最直观的表征就是锂动力锂电池模组的内阻不一致。
1)在锂动力锂电池模组成组过程中,焊接工艺不一致极容易造成焊接电阻的差异。锂动力锂电池电芯内阻的数量级是几或十几毫欧,在焊接工艺中出现焊接电阻的轻微不一致,对锂动力锂电池模组来说,都是不可接受的。
2)用于锂动力锂电池模组内部、模组之间连接的铜排或者高压导线,其自身尺寸、连接方式和表面处理也会对锂动力锂电池模组的一致性造成影响,重要体现在锂动力锂电池模组内阻上。
3)采用不同连接方式(螺钉连接、压接还是焊接,)的锂动力锂电池模组,在使用中对锂动力锂电池模组一致性的影响也是不同的。除了考虑加工的工艺性,还要考虑连接电阻的影响。采用焊接的连接点,假如表面处理没有做好,出现了氧化腐蚀,其电阻自然会增大。而没有锈蚀的焊点,电阻会与有锈蚀的焊点不同。
(3)导致锂动力锂电池电模组投入使用影响参数不一致的因素
在锂动力锂电池模组投入使用后,锂动力锂电池模组中各个单体锂动力锂电池电芯参数受电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电过程等差别的影响。因锂动力锂电池电芯在锂动力锂电池模组内的位置不尽相同,被包裹在锂动力锂电池模组中心的锂动力锂电池单体电芯与身处锂动力锂电池模组最外层的单体锂动力锂电池电芯,散热条件差异很大。在达到热平衡之前,不同单体锂动力锂电池电芯的温度条件都是不同的。
1)若锂动力锂电池包安装在不同的位置,因其环境温度不同对锂动力锂电池模组一致性的影响也不同。由于距离外部环境、距离热源条件不同,都会导致锂动力锂电池包内不同位置锂动力锂电池模组温度条件的差异。
2)锂动力锂电池电芯相关于集流铜排的位置不同,将会造成彼此间散热条件的不同,致使锂动力锂电池电芯热环境温度的不一致性。