鋰離子電池不一致性的危害及處理方法

鋰離子電池廠家的回答是，電池的性能不一致，都是在生產(chǎn)過程中形成的，在使用過程中加深的。同一電池組的電池很弱，隨著加速而變?nèi)酢ｋS著老化程度的加深，單體細胞間參數(shù)的離散度增大。

動力鋰離子電池，已穩(wěn)居電動汽車電源龍頭地位。使用壽命長，能量密度高，改善潛力大。安全可以改變，能量密度可以繼續(xù)上升。在可預(yù)見的未來(傳言在2020年左右)，它將有可能趕上汽油動力汽車的續(xù)航能力和成本效益，并進入電動汽車成熟的第一階段。然而，鋰離子電池也有自己的問題。

電池性能的不一致性在生產(chǎn)過程中形成，在使用過程中加深。同一電池組的電池很弱，隨著加速而變?nèi)酢ｋS著老化程度的加深，單體細胞間參數(shù)的離散度增大。

目前工程師應(yīng)該與單細胞不一致，重要有三個方面。單個電池被分成幾組進行熱管理。電池管理系統(tǒng)在出現(xiàn)少量不一致時供應(yīng)平衡功能。

1)排序

不同批次的細胞理論上不能同時使用。即使是相同批次的電池，也要進行篩選，相對集中的參數(shù)電池在一個電池組，相同的電池組。

排序的目的是選擇具有相似參數(shù)的單元格。排序方法研究多年，分為靜態(tài)排序和動態(tài)排序。

靜態(tài)分選是對開路電壓、電池內(nèi)阻、容量等特點參數(shù)進行篩選，選擇目標參數(shù)，引入統(tǒng)計算法，設(shè)定篩選標準，最后將同一批次電池分成若干組。

動態(tài)篩選是對電池在充放電過程中的特性進行篩選。有的選擇恒流恒壓充電方式，有的選擇脈沖脈沖充放電方式，有的比較自己的充放電曲線之間的關(guān)系。

靜態(tài)篩選與靜態(tài)篩選相結(jié)合，采用靜態(tài)篩選進行初步分組，并在此基礎(chǔ)上進行動態(tài)篩選。這樣分組更多，篩選準確率更高，但成本也會相應(yīng)新增。

這里有一個小型的鋰離子電池生產(chǎn)規(guī)模的重要性演示。大規(guī)模的發(fā)貨可以讓制造商進行更復(fù)雜的分揀，從而使電池組的性能更接近。假如產(chǎn)量太小，組太多，一批不能配備電池組，即使最好的方法也不能使用。

2)熱管理

關(guān)于內(nèi)阻不一致的電池，出現(xiàn)的熱量也不相同。熱管理系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)整個電池的溫差，使其保持在一個較小的范圍內(nèi)。出現(xiàn)較多熱量的電池，仍在高溫上升，但不會與其他電池拉開差距，劣化程度也不會出現(xiàn)明顯差距。

3)平衡

細胞單體的不一致性和某些細胞的終端電壓總是比其他細胞提前達到控制閾值，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的容量下降。為了解決這一問題，電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計了一個平衡功能。

其中一個電池是最先達到充電截止電壓的，而其他電池的電壓明顯滯后。BMS可以啟動充電均衡功能，也可以通過連接電阻器將部分高壓電池的電量放掉，或者將能量轉(zhuǎn)移到低壓電池上。通過這種方式，切斷條件被移除，充電過程重新啟動，使電池組充滿更多的能量。

到目前為止，細胞不一致性仍然是業(yè)界研究的一個重要領(lǐng)域。無論電池的能量密度有多高，假如受到不一致的干擾，電池組的能力都會大大降低。