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锂电池组装及维修必备知识点:电芯一致性

发布时间:2020-10-17 17:03:53

很多刚入门从事锂电池组装及维修的同行,对锂电池技术认识不足,采购电芯时候,卖家说电芯已经分容好,不用再测试,买回去直接组装即可;很多人也是这么“天真”认为,电芯到手后不管三七二十一直接做成电池组,但是组装后发现放电容量不足,用了没多久,电池压差很大,然后“傻啦吧唧””去网上买个所谓的“均衡仪”(本质:可调式单串充电器)寄希望于修复压差,完美“复活”。

今天我们就讲解,锂电池组装工艺中很重要的知识点“电芯一致性”,我们都知道有一个经典理论叫做“木桶效应”。

一只木桶能盛多少水,并不取决于最长的那块木板,而是取决于最短的那块木板。

——木桶效应单体电池通过并联串联形成一个电池组。单体电池的性能再优良,质量再好,若配组后同组内各单体电池特性不一致或者组合封装时初始状态不一致,都会导致各单体电池的性能得不到充分发挥,发生单体电池间的相互“牵制”或者“拖后腿”现象,使电池组整体特性急剧衰退或部分电池加速损坏。


锂电池参数的不一致主要是指容量、内阻、开路电压、充放电性能的不一致。不一致的电芯串并在一起使用,会出现如下问题:

(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。

为了防止电池过充过放,电池管理系统的逻辑如此设置:放电时,当最低的单体电压达到放电截止电压时,整个电池组停止放电;充电时,当最高单体电压触及充电截止电压时,停止充电。

拿两只电池串联举例。一只电池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串联关系,两只电池通过同样大小的电流。

充电时,容量小的电池必然先充满,达到充电截止条件,系统不再继续充电。放电时,容量小的电池也必然先放光全部可用能量,系统即刻停止放电。

这样,容量小的电芯始终在满充满放,容量大的电芯却一直使用部分容量。整个电池组的容量总有一部分处于闲置状态。

(2)寿命损失,类似的,电池组的寿命,由寿命最短的那颗电芯决定。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终点。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对比较多。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。

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