解决锂离子电池不一致性问题的方法基本有什么

2021-01-22      1169 次浏览

解决锂离子电池不一致性问题的方法


锂离子电池不能做成一大只,只好把众多小电芯组织起来,大家劲往一处使,精诚合作,也能带着电动汽车飞起。这时候,就要面对一个问题,一致性。


在既有的生产量力和工艺水平下,解决锂离子电池一致性问题常见的有三条路。


一、合理分选


把性能参数相近的电芯放在一个电池包里使用,尽力是电芯初始状态一致;分选的目的,是把参数相近的电芯选择出来。分选方法,被研究了很多年,重要分静态分选和动态分选两大类。


二、提高热管理水平


为锂离子电池供应更适宜且更均匀的工作环境温度,防止初始的不一致进一步恶化;热管理系统的加入,可以调节整个电池组的温差,使之保持在一个较小的范围里。生成热量较多的电芯,依然温升偏高,但不会与其他电芯拉开差距,劣化水平就不会出现明显的差距。


三、提高锂离子电池管理系统


全面监控的能力和均衡能力,力求改善已经发生的不一致情况。为了解决这个问题,电池管理系统BMS设计了均衡功能。


锂离子电池不一致性会出现什么问题?


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。


2)寿命损失。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。


为何锂离子电池多数都是小个子?


能量密度高,锂离子电池往往不敢设计成大容量。铅酸电池的能量密度在40Wh/kg左右,而锂离子电池,已经超过150Wh/kg。能量集中度提高,对安全性的要求水涨船高。


首先,单只能量过高的锂离子电池,遇到意外,引发热失控,电池内部急剧反应,短时间内,过多的能量无处释放,是非常危险的。尤其在安全技术,管控能力发展还不够充分的时候,每只电池的容量都应该克制。


其次,被锂离子电池壳体包裹起来的能量,一旦出现意外,消防员、灭火剂无法触及、无能为力,只能在发生事故时隔离现场,任事故电池自行反应,能量燃尽为止。


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