讲解串联电池的固有问题

2020-12-15      1334 次浏览

串联电池的固有问题


当系列电池组中的电池数量新增到几十块到几百块时,一个系列电池组的问题就凸显出来了,这就是电池平衡问题。


虽然锂离子电池用于工业生产的产品很多,但是,在现有的生产环境中,所有的电池单元不一定具有相同的质量。例如,在制造过程中,电池电极绕组张力的变化会影响电池的劣化率。另一方面,并不要求所有的电池组都在相同的环境中使用。在操作过程中,靠近热源的细胞降解较快,而远离热源的细胞降解较慢。


这样做的问题是,电池组中的电池会根据使用时间以不同的速度降解,从而导致电池容量的错误。


电池组的整体功能也遵循桶原理,即桶的容量取决于组成桶的最短木块,而电池组的容量也取决于最小的电池。在电池充电过程中,一旦其中一个电池单元达到完全充电状态,充电器就会间歇性充电。电池也是如此:当一个单元放电时,整个电池间歇放电。其效果,是整个电池组的充电能力下降,不能充分发挥电池的用途。


让我们以一个由三个电池组成的电池组为例:假设其中一个电池退化得更快。当这个电池放电时,降解速度更快的电池比其他两个放电快。假如电池继续放电,电池处于过度放电状态。当锂离子电池处于过度放电状态时,可能会出现烟雾和火灾。为了防止麻烦,只有断续放电,即剩余的两个电池电池中的剩余能量不能被使用。


相反,当电池组开始充电时,最先充电的是两个老化较慢的电池单元。降解较快的细胞没有完全充满电。此时,我们假设快速恶化的电池单元将继续充电,而两个已经完全充电的缓慢恶化的电池单元则处于过充状态。充电过量会导致同样的电池燃烧、爆炸风险。同样的,为了防止麻烦,当快速恶化的电池单元没有完全充电时,电池组会完成充电。


研究表明,关于锂离子电池,当电池充满电时,正极数据组成为锂钴酸锂(Li0.5CoO2),负极为嵌锂碳(LiC6)。氧化锂钴能在高温下分化反应释氧,而嵌锂碳的化学反应活性与金属锂基本相近。所以假如你假设燃烧,那基本上相当于锂在富氧环境中燃烧!这是个糟糕的任务。


综上所述,当电池单元故障恶化时,充放电不能发挥最大的电池容量,甚至造成故障。小地方说,经常看到手机里负责爆炸事件的新闻;在很大程度上,被称为梦想飞机(dreamliner)的波音787在出厂后不久就一直存在缺陷。据2015年五月初的报道,美国联邦特种管理局(federalaviationadministration,简称faa)公布了一项临时命令,要求特种公司对787客机进行重复维护任务,原因是可能存在电源故障。确切的原因尚不清楚,但从之前波音787锂离子电池的问题来看,这次可能是电池本身的问题。


因此,通过对电池的监控IC随时监控电池在电池中的运行状态就变得十分必要。


相关文章

推荐品类

为您推荐

东莞市钜大电子有限公司 粤ICP备07049936号