有很多朋友看到電動自行車改電池和電機很有可玩性,能不能鉛酸換鋰電池。也有問能否汽車加裝鋰電池,方便出去玩。處于安全因素,一般不建議他們自己改或建議買大廠品牌的,市場上鋰電池的分銷來源太復(fù)雜,有二次階梯利用,有翻新品,有B品質(zhì)的。再配個bms板和殼體就成新能源高科技了。為什么要原廠或大品牌的,因為新出爐的鋰電池單體都存在個體差異,需要檢測電壓電流,內(nèi)阻、充放電性能等;通過挑選一致性好的電池組成鋰電池包。而一些其他供應(yīng)商,完全忽視安全的必要手段。簡單“物理”組裝后就完工。
關(guān)于鋰電池模組電芯一致性的重要性,可以參考下面的技術(shù)資料參考下,摘錄一些鋰電池從業(yè)者的資料。
鋰動力電池電芯的一致性是指鋰動力電池電芯初期容量、內(nèi)阻、電極的電氣特性、電氣連接、溫度特性、衰變速度等性能指標(biāo)的一致性。以上參數(shù)的不一致,將直接影響運行中的鋰動力電池模組輸出電參數(shù)的差異。
鋰動力電池模組的一致性是指由同一規(guī)格型號的鋰動力電池電芯組成鋰動力電池模組后,其電壓、荷電量、容量、衰退率、內(nèi)阻及其隨時間變化率、壽命、溫度影響、自放電率及其隨時間變化率的一致性。
鋰動力電池電芯參數(shù)的不一致性,是影響鋰動力電池模組性能發(fā)揮和使用壽命的關(guān)鍵因素,雖然熱管理水平的提升,在某種程度上保證了鋰動力電池模組的安全運行,但鋰動力電池電芯和模組參數(shù)的一致性水平,仍是影響鋰動力電池使用壽命的重要因素。
鋰動力電池電芯在使用中多為串并聯(lián)方式,由于鋰動力電池電芯從原材料到生產(chǎn)出成品,鋰動力電池電芯要經(jīng)歷許多工藝過程。由于影響產(chǎn)品性能的因素很多,尤其是一些難以控制的偶然性因素的存在,因而批量生產(chǎn)的鋰動力電池電芯的性能不可能做到完全一致。實踐表明,鋰動力電池電芯性能的一致性對鋰動力電池模組的使用壽命影響很大,因而鋰動力電池模組對鋰動力電池電芯的一致性提出了越來越高的要求。
鋰動力電池電芯在工廠生產(chǎn)、檢驗合格出廠,其各單體電芯之間是存在一定性能差異。鋰動力電池電芯初始的不一致性隨著鋰動力電池電芯在使用過程中連續(xù)的充放電循環(huán),將導(dǎo)致鋰動力電池電芯狀態(tài)(SOC、電壓等)產(chǎn)生更大的差異。鋰動力電池模組的使用環(huán)境對于各鋰動力電池電芯也不盡相同,這就導(dǎo)致了鋰動力電池電芯的不一致性在使用過程中逐步放大,從而在某些情況下使某些鋰動力電池電芯性能加速衰減,并最終引發(fā)鋰動力電池模組過早失效。
導(dǎo)致鋰動力電池電芯及模組參數(shù)不一致的因素
(1)導(dǎo)致鋰動力電池電芯參數(shù)不一致的因素
鋰動力電池電芯參數(shù)不一致是一個不斷累積的過程,時間越長各鋰動力電池電芯之間參數(shù)產(chǎn)生的差異越大。其原因是在鋰動力電池模組的使用過程中受到使用環(huán)境因素的影響,致使鋰動力電池電芯參數(shù)的不一致被逐漸放大,從而導(dǎo)致某些鋰動力電池電芯性能加速衰減,最終導(dǎo)致鋰動力電池模組壽命終結(jié)。影響鋰動力電池電芯參數(shù)不一致的因素有:
1)鋰動力電池電芯在制造過程中,由于制造工藝生產(chǎn)水平、材料精度、純度的不穩(wěn)定性,導(dǎo)致最終產(chǎn)品性能參數(shù)的不一致。使用不同批次的正極、負(fù)極和電解液生產(chǎn)的鋰動力電池電芯,一般是不能混用的。即使在分選過程中鋰動力電池電芯的參數(shù)非常一致,也不能保證在未來使用一段時間以后鋰動力電池電芯的狀態(tài),因而當(dāng)前的處理方式是避免采用不同批次的正極、負(fù)極和電解液生產(chǎn)的鋰動力電池電芯混合使用。
一致性受生產(chǎn)工序等多方影響
2)鋰動力電池電芯生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,在整個生產(chǎn)過程中,每一工序的一致性都非常重要,但最難保障一致性的是涂布工藝過程,涂層厚度和均勻性以及材料活性都不是機械手段易于嚴(yán)密把控的,是造成鋰動力電池電芯差異的主要工序。在制造工序中產(chǎn)生的差異,只能在分選工序中盡力彌補。在鋰動力電池電芯生產(chǎn)過程中,即使嚴(yán)格控制配料、活漿、涂布、裁剪、輥壓等工藝過程,只是縮小批量產(chǎn)品之間的標(biāo)準(zhǔn)差,但不能消除不一致性。
(2)導(dǎo)致鋰動力電池電模組參數(shù)不一致的因素
鋰動力電池電芯主要的結(jié)構(gòu)包括正極,正極集流體,負(fù)極,負(fù)極集流體,隔膜和電解液。鋰動力電池電芯的性能表現(xiàn)的不一致,根源最終都可以挖掘到這些組成部件上來。鋰動力電池電芯的不一致性必然會傳導(dǎo)到鋰動力電池模組上,鋰動力電池電芯分選的重要性會在成型后的鋰動力電池模組上體現(xiàn)出來。
單體鋰動力電池電芯經(jīng)過焊接、夾持,串并聯(lián),連接在一起構(gòu)成鋰動力電池模組。在此生產(chǎn)過程中的工藝不一致,必然會導(dǎo)致鋰動力電池模組與模組之間的不一致,最直觀的表征就是鋰動力電池模組的內(nèi)阻不一致。
1)在鋰動力電池模組成組過程中,焊接工藝不一致極容易造成焊接電阻的差異。鋰動力電池電芯內(nèi)阻的數(shù)量級是幾或十幾毫歐,在焊接工藝中產(chǎn)生焊接電阻的輕微不一致,對鋰動力電池模組來說,都是不可接受的。
2)用于鋰動力電池模組內(nèi)部、模組之間連接的銅排或者高壓導(dǎo)線,其自身尺寸、連接方式和表面處理也會對鋰動力電池模組的一致性造成影響,主要體現(xiàn)在鋰動力電池模組內(nèi)阻上。
3)采用不同連接方式(螺釘連接、壓接還是焊接,)的鋰動力電池模組,在使用中對鋰動力電池模組一致性的影響也是不同的。除了考慮加工的工藝性,還要考慮連接電阻的影響。采用焊接的連接點,如果表面處理沒有做好,出現(xiàn)了氧化腐蝕,其電阻自然會增大。而沒有銹蝕的焊點,電阻會與有銹蝕的焊點不同。
(3)導(dǎo)致鋰動力電池電模組投入使用影響參數(shù)不一致的因素
在鋰動力電池模組投入使用后,鋰動力電池模組中各個單體鋰動力電池電芯參數(shù)受電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。因鋰動力電池電芯在鋰動力電池模組內(nèi)的位置不盡相同,被包裹在鋰動力電池模組中心的鋰動力電池單體電芯與身處鋰動力電池模組最外層的單體鋰動力電池電芯,散熱條件差異很大。在達(dá)到熱平衡之前,不同單體鋰動力電池電芯的溫度條件都是不同的。
1)若鋰動力電池包安裝在不同的位置,因其環(huán)境溫度不同對鋰動力電池模組一致性的影響也不同。由于距離外部環(huán)境、距離熱源條件不同,都會導(dǎo)致鋰動力電池包內(nèi)不同位置鋰動力電池模組溫度條件的差異。
2)鋰動力電池電芯相對于集流銅排的位置不同,將會造成彼此間散熱條件的不同,致使鋰動力電池電芯熱環(huán)境溫度的不一致性。
在鋰動力電池模組工作過程中,溫度的不一致會對鋰動力電池電芯參數(shù)的一致性產(chǎn)生顯著的影響。不同的熱環(huán)境疊加在一起,導(dǎo)致鋰動力電池電芯的工作環(huán)境溫度存在差異。長期工作在高溫環(huán)境的鋰動力電池電芯將逐步劣化,劣化致使鋰動力電池電芯的內(nèi)阻將上升,鋰動力電池電芯內(nèi)阻的上升使鋰動力電池電芯溫度進(jìn)一步升高,使鋰動力電池電芯進(jìn)入惡性循環(huán)。
正因為從出廠到系統(tǒng)設(shè)計都存在著關(guān)系安全的設(shè)計和保障措施,好的產(chǎn)品才能保證出問題的幾率控制在一定水平線之下。所謂的“亂用”造成的危害很多都是個體難以承受的。
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