鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1714次 | 2021年03月29日
鋰離子電池健康狀態(tài)影響因素以及鋰離子電池健康狀態(tài)研究意義
鋰離子電池健康狀態(tài)影響因素
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外有很多文獻(xiàn)研究鋰離子電池老化機(jī)理和規(guī)律,普遍認(rèn)為鋰離子沉積、SEI膜增厚和活性物質(zhì)損失等是造成電池老化和容量衰減的重要原因。鋰離子電池的濫用會(huì)加速電池老化,電池的正常充放也會(huì)影響電池健康狀態(tài),加速電池老化。
1溫度對(duì)電池SOH的影響
溫度通常被認(rèn)為是影響電池健康狀態(tài)的重要因素,溫度對(duì)電池的性能有雙重影響,一方面高溫會(huì)加快電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速度,提升電池的效率和性能,同時(shí)高溫也會(huì)加速一些不可逆的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,造成電池的活性物質(zhì)減少,引起電池的老化和容量衰減。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明高溫會(huì)加快電池電極的SEI膜上升,鋰離子穿透SEI膜難度新增,等效為電池內(nèi)阻增大。
2充放電電流倍率對(duì)電池SOH的影響
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
充放電倍率會(huì)影響電池的壽命,以三種不同放電倍率對(duì)索尼18650電池進(jìn)行300次循環(huán)實(shí)驗(yàn),其電池容量分別衰減9.5%、13.2%和16.9%,電池內(nèi)阻分別新增12.4%、18.3%和27.7%,同時(shí)高倍率放電會(huì)在電池內(nèi)部出現(xiàn)更多的熱量,加速電池老化,電子顯微鏡下觀察到高倍率電池放電的電極表面SEI膜比低倍率放電的要厚。
3放電深度對(duì)電池SOH的影響
電池充放電深度對(duì)電池健康和老化有影響,有觀點(diǎn)認(rèn)為電池有累計(jì)的總轉(zhuǎn)移能量,基于總轉(zhuǎn)移能量進(jìn)行電池的容量衰減和老化分析。高飛等通過(guò)對(duì)鋰離子電池不同放電深度的循環(huán)測(cè)試,分析電池的累積轉(zhuǎn)移能量與電池容量衰減之間的關(guān)系,得出電池容量衰減到85%之前,電池累計(jì)轉(zhuǎn)移的能量在深充深放與淺充淺放這兩種模式下基本相同,當(dāng)電池容量衰減到85%~75%時(shí),電池累計(jì)轉(zhuǎn)移的能量和能量效率上深充深放模式都優(yōu)于淺充淺放的模式。
4循環(huán)區(qū)間對(duì)電池SOH的影響
電池充放電循環(huán)區(qū)間也會(huì)影響電池老化過(guò)程,循環(huán)區(qū)間不同對(duì)應(yīng)的充放電電池內(nèi)阻不相同,因此循環(huán)過(guò)程中電池發(fā)熱和反應(yīng)略有不同,長(zhǎng)期將影響電池的健康和老化。因此有專家建議電池SOC范圍在20%~80%,這樣有利于電池健康和循環(huán)壽命。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
5充放電截止電壓對(duì)電池SOH的影響
電池的過(guò)充和過(guò)放都會(huì)對(duì)電池健康出現(xiàn)影響,不恰當(dāng)?shù)碾妷荷舷藓碗妷合孪迣?duì)電池都有影響。放電截止電壓越低,電池內(nèi)阻越大,造成電池內(nèi)部發(fā)熱,同時(shí)引起副反應(yīng)新增,電池活性物質(zhì)減少和負(fù)極石墨片層出現(xiàn)塌陷,電池加速老化和容量衰減。過(guò)高的充電截止電壓引起電池內(nèi)阻增大,電池內(nèi)部發(fā)熱新增,過(guò)度充電引起負(fù)極出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象以及相應(yīng)的副反應(yīng)新增,影響電池的容量和老化。
鋰離子電池健康狀態(tài)研究意義
電池SOH研究難度大,進(jìn)展緩慢,但是SOH研究對(duì)電池的使用、維護(hù)和評(píng)估有很高價(jià)值,可為規(guī)劃、政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展供應(yīng)依據(jù)和參考,具有重要的意義
1對(duì)電池管理的意義
電池管理系統(tǒng)估算電池荷電狀態(tài)和剩余電量與電池的容量有關(guān),若電池管理系統(tǒng)能掌握電池的老化規(guī)律和健康狀態(tài),將有助于其做好電池全壽命周期的電池管理。
2對(duì)電池使用和維護(hù)的意義
SOH研究有利于掌握電池老化影響因素,為電池的使用和維護(hù)供應(yīng)理論指導(dǎo)。對(duì)電池的使用和維護(hù)而言,了解影響電池老化的因素可減少高低溫以及過(guò)充過(guò)放等有損電池使用的情況;知悉電池當(dāng)前的健康狀態(tài),可幫助判斷電池的內(nèi)在隱患和壽命情況,為電池維護(hù)和更換供應(yīng)參考。
3對(duì)電池經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的意義
SOH的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)電池的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估有重要意義,鋰離子電池的應(yīng)用場(chǎng)景、使用方式和維護(hù)手段不同造成電池的壽命差異,使電池的使用成本、經(jīng)濟(jì)效益等經(jīng)濟(jì)性評(píng)估有差別。通過(guò)SOH研究建立電池的老化模型,為分析電池的經(jīng)濟(jì)性供應(yīng)數(shù)據(jù)支撐,將為公司投資決策、政府政策制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃供應(yīng)有效輔助。