鋰離子電池電芯一致性好壞對(duì)電池組的影響有哪些？

鋰離子電池的電芯在電壓、容量、內(nèi)阻方面的數(shù)值誤差越小，一致性越高，電池組整體性能越好，使用壽命也越好。在多串并領(lǐng)域，電池的不一致影響電池的使用性能，甚至?xí)?lái)一些安全隱患。多串并使用中導(dǎo)致電池不一致的因素很多，有電池本身的原，比如容量不一致、自放電率不一致、內(nèi)阻不一致、壽命不一致；也有外部原因，比如電池散熱環(huán)境不同、電池間連接內(nèi)阻不同，甚至檢測(cè)電路導(dǎo)致各路放電不均。本文主要討論電壓不一致對(duì)電池多串并使用的影響。電池電壓不一致是實(shí)際使用中常常遇到的問(wèn)題，并且電壓也是電池管理系統(tǒng)最重要的監(jiān)控參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)致電池電壓不一致的原因主要是容量不均和電池自放電，而電池的電壓不一致主要是影響電池的串聯(lián)使用。

本文測(cè)試所用電池為圓柱型功率18650 電池。

（1）單顆電芯的過(guò)放電循環(huán)壽命測(cè)試采用2 C 恒流充電，4.2 V 恒壓至電流小于0.05 C，然后分別以1 C，10 C 恒流放電到1.0，2.5 V。

（2）鋰離子電池組5S1P 的循環(huán)壽命測(cè)試采用2 C 恒流到21.0 V，21.0 V 恒壓到0.05 C，10 C 放電至12.5 V，在測(cè)試過(guò)程中不進(jìn)行單節(jié)電池的過(guò)充過(guò)放保護(hù)，但電芯之間一致性較好。

（3）鋰離子電池組5S1P 的循環(huán)壽命測(cè)試采用2 C 恒流到21.0 V，21.0 V 恒壓到0.05 C，10 C 放電至12.5 V，在測(cè)試過(guò)程中不進(jìn)行單節(jié)電池的過(guò)充過(guò)放保護(hù)，但電芯之間一致性較差。

電池的三電極測(cè)試，參比電極使用直徑為1mm的鎳絲，將鎳絲圓周表面包裹金屬鋰片，在玻璃面上研磨，使新鮮的鋰金屬緊緊包裹在鎳絲上，作為金屬鋰參比電極。將18650 電池放電后，用鉗子去掉其電池蓋。然后將參比電極插入極組中心孔里，并在中心孔里注入電解液，放上預(yù)先打好孔的PP 材質(zhì)的塑料蓋，用Parafilm 膠帶進(jìn)行密封，最后在濕度小于1%的干燥間里進(jìn)行三電極體系測(cè)量。

通過(guò)以上的方法對(duì)18650 鋰離子電池在不同充電電壓以及不同放電電流下放電到不同電壓的循環(huán)性能，并人為造成初始SOC 差異，模擬電池自放電導(dǎo)致串聯(lián)電池包電壓不一致，在沒(méi)有單節(jié)過(guò)充過(guò)放的保護(hù)下，電池循環(huán)壽命因?yàn)閱喂?jié)電池的過(guò)放電而導(dǎo)致電池包失效。真實(shí)電池的三電極體系測(cè)試表明放電末期負(fù)極電位的變化關(guān)系，并從理論上分析了提高電池耐過(guò)放性能的方法和手段。

從結(jié)果測(cè)上來(lái)看，使用壽命最長(zhǎng)的是單顆電芯的測(cè)試組，壽命次之的是電芯一致性較好的，而使用壽命最短的是電芯一致性較差的組，很顯然，電芯一致性好壞在整體電池組中的應(yīng)用是非常重要的。