应
用
背
景
随着电池储能、新能源汽车等行业的快速发展,市场对电池的性能指标要求越来越高。电池组作为多电池串联/并联的集合有效地提高了能量存储和输出能力,因此被广泛应用。然而,电池的一致性作为影响电池组寿命、成本的关键问题直接限制了其发展和应用。
理想情况下,电池组在充放电过程中,所有电池电压应同步上升或下降,不同电池间的容量、电压、自放电率以及内阻保持一致,这样才能保证所有电池同时充满或放完电,不会存在某些电池过充或过放的情况,实现1+1=2的效果。
但电池组实际生产过程中,不同电池往往存在或大或小的差异。这样就会出现为了保证同一电池组中某一块性能最差的电池不被过充或过放而导致其它电池充不满或放不干净的情况,造成其它电池的性能浪费。所以一致性问题通常会导致电池组循环使用寿命只有单体电池设计寿命的1/3至1/5。更严重的一致性问题甚至会使电池组发生热失控,造成设备受损或人员受伤。
行
业
痛
点
根据电池的基本参数指标,可以总结出一下六种电池一致性的表现。
1.容量一致:额定容量是指电池从一定条件下放出最低限度的电量。在电池生产过程中通过分容工序进行分选,来保证同一电池组额定容量在一定范围之内。
2.内阻一致:电池内阻一般分为直流内阻和交流内阻,分别对应电池生产工序DCIR和ACIR测试。正常情况下,内阻小的电池放电能力强,内阻大的电池放电能力弱,并且电阻内阻大,会产生大量的焦耳热,从而引起电池内部温度升高,导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短,对电池性能、寿命等造成严重影响。同一组电池组中,将锂电池的内阻控制在一定范围内。
3.恒流比一致:恒流比是指单体充电时恒电流充入的电量与恒电流、恒电压充入的总电量之比,恒流比越高电池性能越好。在电池生产过程中通过分容工序进行分选,来保证同一组锂电池组中,单体电池处于同一个恒流比档次。
4.放电平台一致:可以从电池的OCV-SOC曲线上看出,电池放电过程中存在一段电量在不断减少而OCV却变化较小的平台,这段时间电池处于一个稳定的放电状态。可以在分容过程中,按一定条件对电池进行充放电,得到不同电池的放电平台对应的OCV电压。同一组锂电池组中,单体电池需用同一个放电平台档次。
5.开路电压一致:开路电压指电池未进行充放电时两电极间的电位差。通过OCV测试工序可以对电池的开路电压进行测试,来保证同一组电池组中,将单体电池的电压控制在一定压差范围内。
6.电池批次一致:批次一致,是指使用同一批次材料、同一工艺、同一设备、同一时间生产的同型号锂电池的电性能基本一致。同一组电池组选用同一个批次电池,如果一个批次数量不够,则选用同一工艺制程的相邻批次电池。
解
决
方
案
九游会智能研发的精密电池内阻测试仪完全适配锂电池电芯的OCV测试工序,可以快速可靠地对电芯交流内阻、开路电压进行测试。同时,测试仪设有分选功能,在测试界面按数字6打开,分选范围等参数可以在分选设定中设置,分选结果可以通过IO输出到产线PLC或通过串口传输给产线工控机等上位机,来保证单体电池的内阻一致性和开路电压一致性。