目前,锂电池在笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等各种数码设备中的应用越来越广泛。此外,它们在汽车、移动基站和储能电站等领域也拥有广阔的应用前景。在这些领域,锂电池的应用不再像手机那样单独使用,而是更多地以串联或并联电池组的形式出现。
电池组的容量和寿命不仅取决于单个电池的性能,还取决于各电池之间的一致性。一致性差会大幅降低电池组的性能。自放电的一致性是影响因素之一。自放电不一致的电池在存放一段时间后,其荷电状态(SOC)差异较大,这将严重影响其容量和安全性。
为什么会发生自放电?
当电池处于断开状态时,上述反应不会发生,但电量仍会下降,这主要是由电池自放电引起的。自放电的主要原因有:
a. 由电解质局部电子传导或其他内部短路引起的内部电子泄漏。
b. 由于电池密封件或垫圈绝缘不良或外部引线外壳之间的电阻不足(外部导体、潮湿)导致的外部漏电。
c. 电极/电解质反应,例如由于电解质、杂质引起的阳极腐蚀或阴极还原。
d. 电极活性物质的部分分解。
e. 由于分解产物(不溶物和吸附气体)导致电极钝化。
f. 电极发生机械磨损,或者电极与集流体之间的电阻增大。
自放电的影响
自放电会导致存储期间容量下降。过度自放电引起的几个典型问题:
1. 这辆车停放时间过长,无法启动;
2. 电池入库前电压等各项指标均正常,但出货时发现电压偏低甚至为零;
3. 夏季,如果将车载GPS安装在车上,即使电池鼓包,一段时间后电量或使用时间也会明显不足。
自放电会导致电池间荷电状态 (SOC) 差异增大,并降低电池组容量。
由于电池自放电不一致,电池组内各电池的荷电状态(SOC)在存放后会有所不同,导致电池性能下降。客户经常会在收到存放一段时间的电池组后发现性能衰减问题。当荷电状态差异达到约20%时,电池性能下降尤为明显。组合电池的容量仅为 60%~70%。
如何解决自放电引起的SOC差异过大的问题?
简单来说,我们只需要平衡电池组的功率,并将高压电池的能量转移到低压电池。目前有两种方法:被动均衡和主动均衡。
被动均衡是指在每个电池单体上并联一个均衡电阻。当某个单体电池提前达到过压时,该电池仍然可以充电,并能为其他低电压电池充电。这种均衡方法的效率不高,能量损失以热量的形式散失。均衡必须在充电模式下进行,均衡电流一般为30mA至100mA。
主动均衡器它通常通过能量转移来平衡电池组,将电压过高的电芯的能量转移到电压较低的电芯。这种均衡方法效率高,可以在充电和放电状态下进行均衡。其均衡电流比被动均衡电流大几十倍,通常在1A到10A之间。
发布时间:2023年6月17日
