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    鋰離子電池電芯一致性好壞對電池組的影響有哪些?

    鋰離子電池的電芯在電壓、容量、內阻方面的數值誤差越小,一致性越高,電池組整體性能越好,使用壽命也越好。在多串并領域,電池的不一致影響電池的使用性能,甚至會帶來一些安全隱患。多串并使用中導致電池不一致的因素很多,有電池本身的原,比如容量不一致、自放電率不一致、內阻不一致、壽命不一致;也有外部原因,比如電池散熱環境不同、電池間連接內阻不同,甚至檢測電路導致各路放電不均。本文主要討論電壓不一致對電池多串并使用的影響。電池電壓不一致是實際使用中常常遇到的問題,并且電壓也是電池管理系統最重要的監控參數。在實際應用中,導致電池電壓不一致的原因主要是容量不均和電池自放電,而電池的電壓不一致主要是影響電池的串聯使用。

    本文測試所用電池為圓柱型功率18650 電池。

    (1)單顆電芯的過放電循環壽命測試采用2 C 恒流充電,4.2 V 恒壓至電流小于0.05 C,然后分別以1 C,10 C 恒流放電到1.0,2.5 V。

    (2)鋰離子電池組5S1P 的循環壽命測試采用2 C 恒流到21.0 V,21.0 V 恒壓到0.05 C,10 C 放電至12.5 V,在測試過程中不進行單節電池的過充過放保護,但電芯之間一致性較好。

    (3)鋰離子電池組5S1P 的循環壽命測試采用2 C 恒流到21.0 V,21.0 V 恒壓到0.05 C,10 C 放電至12.5 V,在測試過程中不進行單節電池的過充過放保護,但電芯之間一致性較差。

    電池的三電極測試,參比電極使用直徑為1mm的鎳絲,將鎳絲圓周表面包裹金屬鋰片,在玻璃面上研磨,使新鮮的鋰金屬緊緊包裹在鎳絲上,作為金屬鋰參比電極。將18650 電池放電后,用鉗子去掉其電池蓋。然后將參比電極插入極組中心孔里,并在中心孔里注入電解液,放上預先打好孔的PP 材質的塑料蓋,用Parafilm 膠帶進行密封,最后在濕度小于1%的干燥間里進行三電極體系測量。

    通過以上的方法對18650 鋰離子電池在不同充電電壓以及不同放電電流下放電到不同電壓的循環性能,并人為造成初始SOC 差異,模擬電池自放電導致串聯電池包電壓不一致,在沒有單節過充過放的保護下,電池循環壽命因為單節電池的過放電而導致電池包失效。真實電池的三電極體系測試表明放電末期負極電位的變化關系,并從理論上分析了提高電池耐過放性能的方法和手段。

    從結果測上來看,使用壽命最長的是單顆電芯的測試組,壽命次之的是電芯一致性較好的,而使用壽命最短的是電芯一致性較差的組,很顯然,電芯一致性好壞在整體電池組中的應用是非常重要的。

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