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摧残锂离子动力电池寿数的凶手是谁?

  锂离子动力电池单体并不能满意电动汽车的动力需求,因而电动汽车有必要选用多块电池进行串联、并联构成的动力电池组来供给电动汽车运用能量。从现在的锂离子动力电池单体制作工艺水平来看,…

  锂离子动力电池单体并不能满意电动汽车的动力需求,因而电动汽车有必要选用多块电池进行串联、并联构成的动力电池组来供给电动汽车运用能量。从现在的锂离子动力电池单体制作工艺水平来看,出产进程中的各种要素影响使得同一类型的单体电池也会在电压、容量、内阻等方面产生误差。动力电池组的功能决定于电池单体的功能,但绝不是单体电池功能的简略累加。因为单体电池功能不一致性的存在,使得动力电池组在电动汽车上进行重复运用时,动力电池组产生各种问题然后导致运用寿数缩短。

  受限于现在的锂离子动力电池技能开展瓶颈,对动力电池运用寿数的影响要素进行研讨,并处理相关问题用以延伸动力电池的运用寿数显得十分重要。这将有助于锂离子动力电池在电动汽车的开展,进步锂离子动力电池的运用功率。

  

  动力电池单体运用寿数的影响要素

  针对在电动汽车上运用的动力电池运用寿数终了,界说是电池的衰减量到达初始容量的20%。动力电池的运用寿数在电动汽车上重复充放电时,会因为锂离子电池内部的副反应不断产生使得电池本体资料性质而产生阑珊。这种阑珊是因为以下几个方面产生:电极资料晶格结构的改动;电极资料产生分化、脱落或腐蚀构成活性资料削减;电解液分化耗费引起的导电性下降和阻抗添加;因为负极析锂或副反应构成可脱嵌的锂离子被耗费;副反应生成的气体、不溶物质以及粘结剂改性和集流体腐蚀引起的阻抗添加。

  从实际运用环境条件来看,影响动力电池单体运用寿数的要素首要包含充放电截止电压、充放电倍率、运用温度以及放置条件。

  现已有许多资料文献标明在必定范围内,不同充电截止电压的循环寿数别离随充电电压越高而越短。这说明充电截止电压对电池运用寿数的影响非常大。高的充电截止电压会加重电池副反应的产生导致电池运用寿数缩短。动力电池在整车上运用时,因为电动汽车的各种行进情况使得电池易呈现阑珊而在较高电位区域充放电时功能下降较严峻。

  动力电池在电动汽车的运用进程中为满意不同的驾驭工况然后选用不同的充放电倍率。对动力电池倍率充放电的研讨标明大倍率充放电会加快电池容量的衰减,充放电倍率越大,电池容量衰减越快。这首要是因为正极资料结构和性质的改动以及负极表面膜增厚导致锂离子分散困难构成的。假如充放电倍率过大的话,还有或许构成单体电池过热、短路引起爆破等。

  不同的动力电池有不同的最佳运用温度,过高或过低的温度都会对电池的运用寿数产生影响。跟着温度的下降,锂离子动力电池的放%&&&&&%量会有所下降。这是因为跟着温度的下降,电解液的离子电导率随之下降,引起电池内阻敏捷增大,导致电池在低温时输出功能变差。

  动力电池在放置不运用的条件下,会因为电池自身的性质产生自放电、正负极资料钝化、电解液分化等情况。有试验结果标明负极SEI功能不安稳会导致负极活性资料快速阑珊,并

  简单产生锂金属分出,而构成安稳SEI膜的锂电池能够在高温条件下贮存超越4年,一同不同的电解液组份对电极资料的阑珊影响程度不同。

  单体的不一致性对动力电池组的影响

  电池单体的不一致性首要是在制作进程中产生,因为工艺水平使电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在细小不同。这种电池内部结构上的不一致性就会使同一批次出厂的同一类型电池的电压、容量、内阻等不或许完全一致。单体电池的不一致性对动力电池组运用寿数的影响分为电压的不一致性、容量的不一致性以及内阻的不一致性。

  在单体电池成组的进程中,假如电压的不一致性较大,会构成低压电池与正常电池一同运用时成为电池组的负载。因为当并联的两节电池中存在低压电池,那么会产生互充电现象,其他电池将会给该电池充电。这种衔接方法会使得低压电池的容量小幅度添加而高压电池容量大幅度削减,能量损耗在互充电上达不到抱负的对外输出。

  初始容量不一致在电池成组前经过挑选现已大大减小,在运用进程虽然能够经过电池单体独自充电方法来平衡单体电池初始容量的不同。但电动汽车的接连充放电循环进程使得这种不一致性在某种程度上会扩大,容量随循环的衰减速度不同,跟着电池循环次数的添加,容量的差异就会越来越大。这样会使得单体电池的容量加重衰减带动整个电池组的容量衰减。

  内阻的不一致性使得单体电池在电池组内的电压电流分配不均,部分呈现过压充电或欠压放电。内阻的不一致性还会使单体电池在放电进程中热量的丢失不等,内阻越大则温度升高的速度越快,有或许终究构成热失控。

  电压、容量、内阻等各类不一致性导致电池单体寿数与电池组寿数呈现差异,首要表现在温度差异、充放电倍率差异、放电深度差异和可用容量差异上。比方放电深度的差异,因为电池单体初始容量的差异,大部分电池还处于浅放电的情况下,低容量的电池单体现已深度放电。

  总结

  影响动力电池组寿数的要素较多且相互作用,致使电池组功能简单呈现比较严峻的阑珊,尤其在高温低温或过充放电这类条件下并缺少有用的办理和操控时,电池组的功能将进一步阑珊。别的,很多单体电池的串联与并联使得容量和功能较差的某个单体约束了整个电池组的功能,从而约束了电池组的充沛运用。

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