锂离子电池均衡维护中为什么产生不一致性

在实际应用中,为达到一定的电压、功率和能量等级,通常需要大量的锂离子电池串并联成组应用来为整车提供动力。从实践当中可以明确发现,各个单体电池在各个物理元素上面有很大的差异性,尤其是容量和内阻等差别较大,不一致问题是需要解决的重要问题,那么锂离子电池均衡维护中为什么产生不一致性?

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1、生产过程产生的不一致性

锂离子电池的不一致性首先来自于单体电池的制造,锂离子电池的生产流程存在很多工序,制造工艺难度比较大。任何一道程序的参数或反应出现细微偏差,都会影响成品电池的一致性。比如,在正负极片的制造过程中,需要在真空环境下对正负极材料及配料进行均匀搅拌。其中,均衡维护‍中搅拌越均匀,正负极浆料的物质分布越均匀,就越有利于后期电池在使用中锂离子的脱嵌,如果搅拌不均,就会使锂离子脱嵌困难:容量衰退速度快。

2、使用过程产生的不一致性

即使锂离子电池在成组前己经经过严格的筛选,但是经过一段时间的使用后,电池组的不一致性仍然会逐渐表现出来并且会越来越严重,原因如下:电池初始性能参数的不一致性在使用过程中逐渐累积和变大。电动汽车和轨道交通车辆的电池包是有许多单体电池组成的,在使用过程中,会表现出强烈的“木桶效应”,容量小、内阻大的单体电池在充、放电过程中易发生过充电、过放电和过热等问题。这些问题会加快电池组性能的衰减速度,导致电池组的不一致性问题逐渐累积和放大。使用环境的差异对电池组的不一致性问题影响较大。电池组在整车上的空间位置固定,电池热场容易分布不均,进而导致不同位置的单体电池的温度不同。各单体电池的温度不同会导致环境温度的不同,而环境温度又会影响电池的温度,这将导致各单体电池的性能参数以不同的速率衰减,加大电池组的不一致性。

随着全球能源危机和环境污染等问题的日益严重,世界各国都致力于推进新能源领域的发展。锂离子电池作为新能源储能元件,它的密闭性相对较好,更重要的是充电特性比较突出,整体使用寿命久,还有安全环保等优点从众多动力电池中脱颖而出,被广泛应用于电动汽车和轨道交通领域,因此均衡维护十分必要。

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