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研究动力锂电池使用寿命的影响因素
研究动力锂电池使用寿命的影响因素
  • 发布时间:2020-12-15 15:13

研究动力锂电池使用寿命的影响因素

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影响单电源电池使用寿命的因素


在电动汽车使用的动力锂电池的寿命结束时,它的含义是电池衰减到初始容量的20%。当动力锂电池在电动汽车上反复充放电时,由于锂离子电池内部持续的不良反应,导致电池本体的材料性能下降。这种衰变是由于以下几个方面:电极材料晶格结构的变化;活性物质由于电极材料的分解、剥落或腐蚀而减少。


从实际运行情况来看,影响动力锂电池使用寿命的因素重要有充放电截止电压、充放电倍增器、使用温度和搁置条件。


在电动汽车的使用过程中,动力锂电池采用不同的充放电比来满足不同的行驶条件。对动力锂电池充放电的研究表明,充放电速率越大,电池容量衰减越快。这重要是由于正极材料的结构和性能的变化以及阴极表面膜的增厚,导致锂离子扩散困难。假如充放电速率过大,可能会出现电池单体过热、短路爆炸等现象。


不同功率的电池有不同的工作温度,过高或过低的温度都会影响电池的使用寿命。随着温度的降低,锂离子电池的放电能力降低。这是因为电解质的离子电导率随着温度的降低而降低,导致电池的内阻迅速增大,导致电池在低温下的输出性能较差。


单体不一致性对电池性能的影响


电池单体的不一致性重要是在制造过程中出现的。由于工艺水平不同,电池板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在细微差别。这种电池内部结构的不一致性使得同批次电池的电压、容量和内阻不可能完全一致。将单体电池的不一致性对动力锂电池使用寿命的影响分为电压不一致性、容量不一致性和内阻不一致性。


在单电池分组过程中,假如电压不一致性较大,低压电池与普通电池一起使用时,将成为电池组的负载。因为当有一个低压电池在并联两个电池时,就会发生相互充电,其他电池就会给电池充电。这种连接方式会使低压电池的容量略有新增,而高压电池的容量大大减小,因此在相互充电时,能量损耗无法达到理想的外部输出。


在分组之前对电池进行筛选,可以大大减少初始容量的不一致性,尽管在使用中可以通过单独充电来平衡单个电池的初始容量差异。然而,电动汽车的持续充放电周期在一定程度上放大了这种不一致性。容量随着循环的衰减率而变化,随着电池循环次数的新增,容量的变化也越来越大。这将导致单个电池的容量恶化,导致整个电池组的容量衰减。


电压、容量和内阻的各种不一致导致电池寿命和电池寿命的差异,重要是温度、充放电速率、放电深度和可用容量的差异。例如,不同的放电深度。由于电池的初始容量不同,大部分电池仍处于轻度放电状态,而低容量电池则处于深度放电状态。


结论


有许多因素影响电池组的寿命和相互影响,因此电池组的性能容易严重恶化,特别是在高温、低温或充电和放电条件和缺乏有效的管理和控制,电池组的性能将进一步下降。此外,由于单个电池容量和性能较差,大量单个电池的串并联限制了整个电池组的性能,进一步限制了电池组的充分利用。


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