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锂电池有什么危害?有什么解决方法?

发布者:【浩博电池资讯】 发布时间:2021-12-16 11:12:12 点击量:717

电芯功用的不共同,都是在生产进程中构成,在使用进程中加深。同一个电池组内的电芯,弱者恒弱,且加快变弱。单体电芯之间参数的离散程度,随着老化程度的加深而加大。


动力锂电池,现已稳稳占据了电动汽车电源江湖老大的地位。使用寿数长,能量密度高,还极具改进潜力。安全功用够改,能量密度能够持续上升。在可预见的时间里(传说大约2020年左右)就能够赶上燃油车的续航才能和性价比,步入电动汽车的第一个老练阶段。但是锂电池也有锂电池的烦恼。


?1:为什么锂电池多数都是小个子


咱们看到的锂电池,圆柱电池,软包电池、方形电池,一般都长相娟秀,彻底找不到传统铅酸电池那样的大块头,这是为什么?


能量密度高,锂电池往往不敢规划成大容量。铅酸电池的能量密度在40Wh/kg左右,而锂电池,现已超越150Wh/kg。能量集中度进步,对安全性的要求水涨船高。


首要,单只能量过高的锂电池,遇到意外,引发热失控,电池内部急剧反响,短时间内,过多的能量无处开释,是十分危险的。尤其在安全技术,管控才能发展还不行充分的时候,每只电池的容量都应该克制。


其次,被锂电池壳体包裹起来的能量,一旦呈现意外,消防员、灭火剂无法触及、无能为力,只能在发生事端时阻隔现场,任事端电池自行反响,能量燃尽为止。


当然,出于安全考虑,当前的锂电池现已规划了多重安全手段。拿圆柱电池为例。


安全阀,当电池内部反响超出正常规模,温度上升,并且随同生成副反响气体,压力抵达规划值,安全阀自动开启,泄掉压力。安全阀翻开的一刻,电池彻底失效。


热敏电阻,有的电芯配置热敏电阻,一旦呈现过流,电阻在抵达某一个温度今后,阻值陡增,地点回路电流下降,阻挠温度的进一步升高。


熔断器,电芯装备具有过流熔断功用的熔丝,一旦呈现过流风险,电路断开,防止恶性事端的发生。


?2:锂电池共同性问题


锂电池不能做成一大只,只好把很多小电芯组织起来,大家劲往一处使,精诚合作,也能带着电动汽车飞起。这时候,就需要面临一个问题,共同性。


咱们日常的经验是,两节干电池,正负极连接起来,手电筒就能发光,有谁管它共同不共同的工作。而锂电池的大规模使用,景象却并非如此简略。


锂电池参数的不共同主要是指容量、内阻、开路电压的不共同。不共同的电芯串并在一同使用,会呈现如下问题。


?容量损失,电芯单体组成电池组,容量契合“木桶原理”,最差的那颗电芯的容量决定整个电池组的才能。


为了防止电池过充过放,电池办理体系的逻辑如此设置:放电时,当最低的单体电压抵达放电截止电压时,整个电池组中止放电;充电时,当最高单体电压触及充电截止电压时,中止充电。


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。串联联系,两只电池经过同样大小的电流。


充电时,容量小的电池必然先充溢,抵达充电截止条件,体系不再持续充电。放电时,容量小的电池也必然先放光全部可用能量,体系即刻中止放电。


这样,容量小的电芯一向在满充溢放,容量大的电芯却一向使用部分容量。整个电池组的容量总有一部分处于搁置状况


?寿数损失,类似的电池组的寿数,由寿数最短的那颗电芯决定。很大可能性,寿数最短的电芯,便是那颗容量小的电芯。小容量电芯,每次都是满充溢放,出力过猛,很大可能最早抵达寿数的重点。一向电芯寿数终结,一组焊接在一同的电芯,也就跟着与世长辞。


?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,构成一对负反馈,使高内阻电芯加快劣化。


上面三个参数,并不彻底独立,老化程度深的电芯内阻比较大,容量衰减也更多。分开阐明,只是想表述清楚它们各自的影响方向。


?3:如何应对不共同性


电芯功用的不共同,都是在生产进程中构成,在使用进程中加深。同一个电池组内的电芯,弱者恒弱,且加快变弱。单体电芯之间参数的离散程度,随着老化程度的加深而加大。


当前,工程师应对单体电芯不共同,主要从三个方面考虑。单体电池分选,成组后热办理,呈现少量不共同时电池办理体系供给均衡功用。


?分选


不同批次的电芯,理论上不放在一同使用。即使相同批次的电芯,也需要经过挑选,把参数相对集中的电芯放在一个电池组里,同一个电池包里。


分选的目的,是把参数附近的电芯挑选出来。分选办法,被研讨了很多年,主要分静态分选和动态分选两大类。


静态分选,针对电芯的开路电压,内阻,容量等特性参数进行挑选,选取目标参数,引入统计算法,设定挑选标准,最后将同一批次的电芯区分成若干组。


动态挑选,是针对电芯在充放电进程中表现出来的特性进行挑选,有的选择恒流恒压充电进程,有的选取脉冲冲击充放电进程,有的对比自身的充电和放电曲线之间的联系。


动态结合分选,用静态挑选做开始分组,在此基础上进行动态挑选,这样区分出来的组别更多,挑选准确性更高,但本钱也会相应上升。


这里就小小表现了一把动力锂电池生产规模的重要性。大规模出货,使得厂家能够进行更精细的分选,得到功用更接近的电池组。如果产值太小,分组过多,一个批次都无法装备一个电池包,再好的办法也无法发挥了。


?热办理


针对内阻不共同电芯,发生热量不相同问题。热办理体系的加入,能够调节整个电池组的温差,使之保持在一个较小的规模里。生成热量较多的电芯,仍然温升偏高,但不会与其他电芯摆开距离,劣化水平就不会呈现显着的距离。


?均衡


电芯单体的不共同,某些电芯端电压,总是超前于其他电芯,最早抵达控制阈值,导致整个体系容量变小。为了处理这个问题,电池办理体系BMS规划了均衡功用。


某一颗电芯首先抵达充电截止电压,而其余众电芯电压显着滞后,BMS起动充电均衡功用,或许接入电阻,放掉高电压电芯的部分电量,或许把能量转移走,放到低电压电芯上去。这样,充电截止条件被解除,充电进程重新开始,电池包充入更多电量。


直到现在,电芯的不共同性,仍然是行业内研讨的重要范畴。电芯能量密度再高,遇到不共同性来搅局,电池包才能也会大打折扣。

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