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      锂离子电池电性能检测结果影响因素

      嘉峪检测网 2020-01-03 11:43

      导读:通过分析锂离子电池电性能检测的影响因素,可以进行多种实际测试环节的控制,从而提高电池电性能检测结果的准确性。

      在锂离子动力电池材料、系统结构设计不断完善情况下,电池系统的电池包等组件开发明显加快,这就需要对锂离子电池的电性能进行检测,以保证电池质量符合要求。

       

      通过分析锂离子电池电性能检测的影响因素,可以进行多种实际测试环节的控制,从而提高电池电性能检测结果的准确性。

       

      1 锂离子动力电池电性能检测的项目

       

      现阶段我国所施行的锂离子动力电池电性能检测标准,主要遵循ISO标准、UN38.3标准的要求,对锂离子电池的能量密度、高温性能、低温性能、电极倍率性能和循环性能进行检测。

       

      循环性能是指电池电芯、模组的循环寿命,能量密度是指电池蓄电池包、系统的能量,电极倍率性能是指电池输出高电压、充放电和充电效率的情况。因此常见的锂离子动力电池电性能的检测要素,包括电芯、模组、电池包和系统等。通过锂离子电池多种电性能的检测,能够有效了解电池寿命、工作状况,并作出下一步的改进方案。

       

      2 锂离子动力电池电性能检测结果的影响因素

       

      2.1 检测样品状态对电性能检测结果的影响

       

      锂离子动力电池中的电池包、高低压线束等,对电池电性能的能量密度影响较大。所以锂离子动力电池电芯、夹具导体的选择,会对电池正负极短路、电性能等造成影响。

       

      具体案例如下:将有外壳、包裹紫色热塑膜的电芯,与外壳裸露、正负极绝缘间距小、无汇流排的电芯进行比较。通过两组电芯恒压、恒流充放电的比较得出,外壳完好送样圆柱电芯的恒流放电容量,始终保持在4.6Ah的数值,而劣质电芯样品的恒流放电容量为4.4Ah,且更容易导致正负极短路的状况。

       

      2.2 检测方法对电性能检测结果的影响

       

      在进行锂离子动力电池电性能检测的过程中,都会利用专业的充放电设备,对其进行恒流、恒压或恒功率的充放电。现阶段对锂离子电池电性能的接线测量,主要包括两端子、四端子两种接线方式,本文着重探讨四端子接线方式(见图1)。

       

      锂离子电池电性能检测结果影响因素

      图1 四端子法的电路连接方式

       

      四端子接线法会根据电池的反馈电压,进行整个电路负载电流的设定,并通过5根电池线束,来完成电池包、测试系统等设备的连接。但从四端子法的电路连接来看,不正确连接方式会造成检测结果的偏差。通过图1可以看出,锂离子电芯正负极的铝排,会与多种充放电设备进行连接,而在电池充放电循环的过程中,铝排表面温度会逐渐升高,而过高温度将导致电芯储能衰退、循环寿命的衰减。

       

      2.3 检测设备稳定性对电性能检测结果的影响

       

      不同锂离子动力电池有着不同的电压等级,所以使用大量程测小电压,会造成锂离子充放电数据记录的不准确。而利用BMS电池管理系统,开展充放电设备参数的读取,应保证控制器局域网络的通信正常。一旦出现CAN局域网络通信异常,或者BMS电池管理中的上报数值写入失败,则电池样品会出现持续充放电。

       

      3 锂离子动力电池电性能检测的改进措施

       

      3.1 明确电池送样状态及做好检测设备的管理

       

      在正式开展锂离子电池电性能检测前,企业要对检测样品的电芯塑膜、绝缘防护、汇流排等进行检查。其中圆柱型、方形电池的汇流排截面,应能够承受长时间的充电、放电载流,较大的汇流排、极耳焊接截面积,可以保证电池充放电循环的运行要求。

       

      而在检测设备的管理方面,需要定时对电子元器件进行保养维护,包括灰尘清理、设备精度测定与校准等。通过对多种充放电检测设备进行管理,可以保证锂离子电池多通道数值监测的准确性,减小由于设备运行失控而导致的电性能检测错误。

       

      3.2 选择恰当检测方式以确保电性能精度控制

       

      对于锂离子动力电池的电性能检测,要做好检测数据的精确性、客观性,因此就应尽可能排除其他无关因素的干扰。而运用四端法将电芯正负极的铝排,与电流、电压采集线进行连接,可以减少无关要素对电压、电流检测的干扰。

       

      锂离子电池正负极、铝排之间,采用超声波焊接来完成连接,因此其接触电阻可忽略不计,同时铝排电阻又有着较强的导电能力,因此测得锂离子动力电池的充放电电压、电流值,更接近于真实情况下的电性能数值。

       

      4 结语

       

      在锂离子动力电池电性能的检测过程中,需根据不同国家、地区的动力电池标准,选择相应电性能项目进行检测。

       

      锂离子动力电池主要包括电池组、电芯、电池包、电池系统等部分,当前大多数企业都选用圆柱型电芯,对新能源汽车等耗能产品进行供电。因此在电芯、模组、电池包等电压测量中,要挑选恰当的检测设备,进行动力电池电压、电流测量,以避免充放电数值偏差情况的发生。

       

      来源:Internet

      关键词: 锂离子电池 电性能

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