揭秘:殘害鋰離子動力電池壽命的凶手是誰?
發布時間:2015-12-09 責任編輯:sherry
【導讀】鋰li離li子zi動dong力li電dian池chi在zai行xing業ye中zhong應ying用yong頗po廣guang泛fan,受shou限xian於yu目mu前qian的de鋰li離li子zi動dong力li電dian池chi技ji術shu發fa展zhan瓶ping頸jing,對dui動dong力li電dian池chi使shi用yong壽shou命ming的de影ying響xiang因yin素su進jin行xing研yan究jiu,並bing解jie決jue相xiang關guan問wen題ti用yong以yi延yan長chang動dong力li電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming顯xian得de十shi分fen重zhong要yao。首shou先xian要yao搞gao明ming白bai,到dao底di殘can害hai鋰li離li子zi動dong力li電dian池chi壽shou命ming的de凶xiong手shou是shi誰shui?
鋰離子動力電池單體並不能滿足電動汽車的動力需求,因此電動汽車必須采用多塊電池進行串聯、並聯構成的動力電池組laitigongdiandongqicheshiyongnengliang。congmuqiandelilizidonglidianchidantizhizaogongyishuipinglaikan,shengchanguochengzhongdegezhongyinsuyingxiangshidetongyixinghaodedantidianchiyehuizaidianya、容量、內(nei)阻(zu)等(deng)方(fang)麵(mian)產(chan)生(sheng)偏(pian)差(cha)。動(dong)力(li)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)性(xing)能(neng)決(jue)定(ding)於(yu)電(dian)池(chi)單(dan)體(ti)的(de)性(xing)能(neng),但(dan)絕(jue)不(bu)是(shi)單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)的(de)簡(jian)單(dan)累(lei)加(jia)。由(you)於(yu)單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)不(bu)一(yi)致(zhi)性(xing)的(de)存(cun)在(zai),使(shi)得(de)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)組(zu)在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)上(shang)進(jin)行(xing)反(fan)複(fu)使(shi)用(yong)時(shi),動(dong)力(li)電(dian)池(chi)組(zu)產(chan)生(sheng)各(ge)種(zhong)問(wen)題(ti)從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)。
shouxianyumuqiandelilizidonglidianchijishufazhanpingjing,duidonglidianchishiyongshoumingdeyingxiangyinsujinxingyanjiu,bingjiejuexiangguanwentiyongyiyanchangdonglidianchideshiyongshoumingxiandeshifenzhongyao。zhejiangyouzhuyulilizidonglidianchizaidiandongqichedefazhan,tigaolilizidonglidianchideshiyongxiaolv。

動力電池單體使用壽命的影響因素
針對在電動汽車上使用的動力電池使用壽命終了,定義是電池的衰減量達到初始容量的20%。動(dong)力(li)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)上(shang)反(fan)複(fu)充(chong)放(fang)電(dian)時(shi),會(hui)由(you)於(yu)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)的(de)副(fu)反(fan)應(ying)不(bu)斷(duan)發(fa)生(sheng)使(shi)得(de)電(dian)池(chi)本(ben)體(ti)材(cai)料(liao)性(xing)質(zhi)而(er)發(fa)生(sheng)衰(shuai)退(tui)。這(zhe)種(zhong)衰(shuai)退(tui)是(shi)由(you)於(yu)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)方(fang)麵(mian)產(chan)生(sheng):電極材料晶格結構的改變;電極材料發生分解、剝落或腐蝕造成活性材料減少;電解液分解消耗引起的導電性下降和阻抗增加;由於負極析鋰或副反應造成可脫嵌的鋰離子被消耗;副反應生成的氣體、不溶物質以及粘結劑改性和集流體腐蝕引起的阻抗增加。
從實際使用環境條件來看,影響動力電池單體使用壽命的因素主要包括充放電截止電壓、充放電倍率、使用溫度以及擱置條件。
yijingyouhenduoziliaowenxianbiaomingzaiyidingfanweinei,butongchongdianjiezhidianyadexunhuanshoumingfenbiesuichongdiandianyayuegaoeryueduan。zheshuomingchongdianjiezhidianyaduidianchishiyongshoumingdeyingxiangfeichangda。gaodechongdianjiezhidianyahuijiajudianchifufanyingdefashengdaozhidianchishiyongshoumingsuoduan。donglidianchizaizhengcheshangshiyongshi,youyudiandongqichedegezhongxingshizhuangkuangshidedianchiyichuxianshuaituierzaijiaogaodianweiquyuchongfangdianshixingnengxiajiangjiaoyanzhong。
動dong力li電dian池chi在zai電dian動dong汽qi車che的de使shi用yong過guo程cheng中zhong為wei滿man足zu不bu同tong的de駕jia駛shi工gong況kuang從cong而er采cai用yong不bu同tong的de充chong放fang電dian倍bei率lv。對dui動dong力li電dian池chi倍bei率lv充chong放fang電dian的de研yan究jiu表biao明ming大da倍bei率lv充chong放fang電dian會hui加jia速su電dian池chi容rong量liang的de衰shuai減jian,充chong放fang電dian倍bei率lv越yue大da,電dian池chi容rong量liang衰shuai減jian越yue快kuai。這zhe主zhu要yao是shi由you於yu正zheng極ji材cai料liao結jie構gou和he性xing質zhi的de改gai變bian以yi及ji負fu極ji表biao麵mian膜mo增zeng厚hou導dao致zhi鋰li離li子zi擴kuo散san困kun難nan造zao成cheng的de。如ru果guo充chong放fang電dian倍bei率lv過guo大da的de話hua,還hai有you可ke能neng造zao成cheng單dan體ti電dian池chi過guo熱re、短路引起爆炸等。
butongdedonglidianchiyoubutongdezuijiashiyongwendu,guogaohuoguodidewendudouhuiduidianchideshiyongshoumingchanshengyingxiang。suizhewendudejiangdi,lilizidonglidianchidefangdianronglianghuiyousuojiangdi。zheshiyinweisuizhewendudejiangdi,dianjieyedelizidiandaolvsuizhijiangdi,yinqidianchineizuxunsuzengda,daozhidianchizaidiwenshishuchuxingnengbiancha。
動力電池在擱置不使用的條件下,會由於電池本身的性質發生自放電、正負極材料鈍化、電解液分解等情況。有實驗結果表明負極SEI性能不穩定會導致負極活性材料快速衰退,並
容易產生鋰金屬析出,而形成穩定SEI膜的鋰電池可以在高溫條件下儲存超過4年,同時不同的電解液組份對電極材料的衰退影響程度不同。
單體的不一致性對動力電池組的影響
電池單體的不一致性主要是在製造過程中產生,由於工藝水平使電池極板厚度、微孔率、活性物質的活化程度等存在微小差別。這種電池內部結構上的不一致性就會使同一批次出廠的同一型號電池的電壓、容量、內阻等不可能完全一致。單體電池的不一致性對動力電池組使用壽命的影響分為電壓的不一致性、容量的不一致性以及內阻的不一致性。
zaidantidianchichengzudeguochengzhong,ruguodianyadebuyizhixingjiaoda,huizaochengdiyadianchiyuzhengchangdianchiyiqishiyongshichengweidianchizudefuzai。yinweidangbingliandeliangjiedianchizhongcunzaidiyadianchi,namehuifashenghuchongdianxianxiang,qitadianchijianghuigeigaidianchichongdian。zhezhonglianjiefangshihuishidediyadianchiderongliangxiaofuduzengjiaergaoyadianchirongliangdafudujianshao,nengliangsunhaozaihuchongdianshangdabudaolixiangdeduiwaishuchu。
初(chu)始(shi)容(rong)量(liang)不(bu)一(yi)致(zhi)在(zai)電(dian)池(chi)成(cheng)組(zu)前(qian)經(jing)過(guo)篩(shai)選(xuan)已(yi)經(jing)大(da)大(da)減(jian)小(xiao),在(zai)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)盡(jin)管(guan)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)電(dian)池(chi)單(dan)體(ti)單(dan)獨(du)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)來(lai)平(ping)衡(heng)單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)初(chu)始(shi)容(rong)量(liang)的(de)不(bu)同(tong)。但(dan)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)連(lian)續(xu)充(chong)放(fang)電(dian)循(xun)環(huan)過(guo)程(cheng)使(shi)得(de)這(zhe)種(zhong)不(bu)一(yi)致(zhi)性(xing)在(zai)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)會(hui)放(fang)大(da),容(rong)量(liang)隨(sui)循(xun)環(huan)的(de)衰(shuai)減(jian)速(su)度(du)不(bu)同(tong),隨(sui)著(zhe)電(dian)池(chi)循(xun)環(huan)次(ci)數(shu)的(de)增(zeng)加(jia),容(rong)量(liang)的(de)差(cha)異(yi)就(jiu)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)。這(zhe)樣(yang)會(hui)使(shi)得(de)單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)的(de)容(rong)量(liang)加(jia)劇(ju)衰(shuai)減(jian)帶(dai)動(dong)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)容(rong)量(liang)衰(shuai)減(jian)。
內nei阻zu的de不bu一yi致zhi性xing使shi得de單dan體ti電dian池chi在zai電dian池chi組zu內nei的de電dian壓ya電dian流liu分fen配pei不bu均jun,局ju部bu出chu現xian過guo壓ya充chong電dian或huo欠qian壓ya放fang電dian。內nei阻zu的de不bu一yi致zhi性xing還hai會hui使shi單dan體ti電dian池chi在zai放fang電dian過guo程cheng中zhong熱re量liang的de損sun失shi不bu等deng,內nei阻zu越yue大da則ze溫wen度du升sheng高gao的de速su度du越yue快kuai,有you可ke能neng最zui終zhong造zao成cheng熱re失shi控kong。
電壓、容量、內阻等各類不一致性導致電池單體壽命與電池組壽命出現差異,主要表現在溫度差異、充放電倍率差異、放fang電dian深shen度du差cha異yi和he可ke用yong容rong量liang差cha異yi上shang。比bi如ru放fang電dian深shen度du的de差cha異yi,由you於yu電dian池chi單dan體ti初chu始shi容rong量liang的de差cha異yi,大da部bu分fen電dian池chi還hai處chu於yu淺qian放fang電dian的de狀zhuang況kuang下xia,低di容rong量liang的de電dian池chi單dan體ti已yi經jing深shen度du放fang電dian。
總結
影(ying)響(xiang)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)組(zu)壽(shou)命(ming)的(de)因(yin)素(su)較(jiao)多(duo)且(qie)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong),致(zhi)使(shi)電(dian)池(chi)組(zu)性(xing)能(neng)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)比(bi)較(jiao)嚴(yan)重(zhong)的(de)衰(shuai)退(tui),尤(you)其(qi)在(zai)高(gao)溫(wen)低(di)溫(wen)或(huo)過(guo)充(chong)放(fang)電(dian)這(zhe)類(lei)條(tiao)件(jian)下(xia)並(bing)缺(que)乏(fa)有(you)效(xiao)的(de)管(guan)理(li)和(he)控(kong)製(zhi)時(shi),電(dian)池(chi)組(zu)的(de)性(xing)能(neng)將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)衰(shuai)退(tui)。另(ling)外(wai),大(da)量(liang)單(dan)體(ti)電(dian)池(chi)的(de)串(chuan)聯(lian)與(yu)並(bing)聯(lian)使(shi)得(de)容(rong)量(liang)和(he)性(xing)能(neng)較(jiao)差(cha)的(de)某(mou)個(ge)單(dan)體(ti)限(xian)製(zhi)了(le)整(zheng)個(ge)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)性(xing)能(neng),進(jin)而(er)限(xian)製(zhi)了(le)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)充(chong)分(fen)使(shi)用(yong)。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 從技術研發到規模量產:恩智浦第三代成像雷達平台,賦能下一代自動駕駛!
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻



