移动折叠屏风莫治波ktv点歌台
电极箔【摘 要】本文利用三元锂离子电池电压与SOC存在对应关系的原理,以电压分档代替容量分档,研究了SOC与电压对应关系的测量方法,并对比不同的充放电工艺对电压分档的影响,验证了电压分档的电池在电动汽车电池系统中的充放电一致性. 【期刊名称】《电池工业》
【年(卷),期】2018(022)004
【总页数】喷粉流水线3页(P204-206)
【关键词】锂离子电池;分档;一致性
【作 者】莫治波
【作者单位】绵阳力神动力电池系统有限公司,四川绵阳 621000
127刀网
【正文语种】中 文
【中图分类】TM911
动力电池系统要求电池具有良好的一致性，即单串电池之间在容量、内阻、电压方面具有良好的一致性，文献［1，2］研究了电池一致性对电池循环寿命的影响，文献［3］研究了将电池直流内阻做为分选因素。
传统的电池分档方法，容量分档加电压分档，这样的分档方式在实际使用中，组合良品率低，生产效率低。本文利用三元锂离子电池电压与SOC存在对应关系的原理，以电压分档代替容量分档，旨在提高组合良品率和生产效率，并满足电池系统在充放电过程中电压一致性的要求。
1 实验方法
本文以2.25Ah 18650三元锂离子电池为研究对象，进行如下实验。
1.1 测试15mA放电曲线
0.5 C充电到4.10 V，4.10 V 恒压至截止电流0.02 C，静置10 min，以15 mA放电到3.00 V。 1.2 对比两种充放电工艺方法对电压分档的影响：
先测试电池容量，以0.5 C放电到3.0 V；静置10 min；0.5 C 充 电 到 4.10 V，4.10 V 恒 压 到0.02 C；静置10 min；以0.5 C放电到3.00 V，记录此放电容量为电池容量；静置10 min；以0.5 C充电1 h。
a.充电电压分档：以0.5 C恒流将电池放电到3.00 V，静置10 min，以0.5 C恒流充电330 mAh，即充电到约15%SOC。
b.放电电压分档：以0.5 C恒流充电到4.10 V，4.10 V恒压到0.02 C，静置10 min，以0.5 C恒流放电1970 mAh，即放电到约15%SOC。
1.3 电压分档的电池在电动汽车电池系统中的充放电一致性测试
将1.2（b）处理后的电池，按10 mV／档进行分档，然后组成33串92并（33P92S）的电
池系统，每个系统所用电池为同一电压档次。将电池按下面的充放电流程进行充放电，1.0 C放电到3.00 V，0.5 C恒流充电到单串4.05 V，0.2 C恒流充电到单串4.07 V，6 A恒流充电到单串4.10 V；静置20 min；1.0 C放电到3.00 V。
2 结果与讨论
2.1 电池15mA放电曲线
电池15 mA放电电压与放电容量的关系如图1所示，用15 mA这样的小电流放电，是希望减小放电时的极化，让15 mA放电电压接近于开路电压，实践表明，15 mA放电曲线电压比开路电压低约10 mV。
图1 电池15 mA放电曲线Fig.1 15 mA discharge curve
选取15%SOC附近的3.56 V～3.65 V这段斜率大的区域，电压差与容量差的对应关系为：1.56 mAh／mV。换 算 为 SOC 差 异 为：0.069%SOC／mV。
2.2 充电和放电工艺的差异
Soc的计算表达式如下所示，
其中C i为测试时设定的充电或放电的容量，C 0为电池的容量，在一批电池中C 0是一个范围，所以当分母的范围一定时，分子C i越大，Soc差异越大，压差也越大，对分档越有利。
举个例子，假设A电池容量为2250 mAh，B电池容量为2290 mAh。采用恒流充电330 mAh，那么A为14.67%SOC；B为14.41%SOC，其SOC差异为0.26%，则 A、B电池充电后的理论电压差为3.8 mV；而采用恒流放电1970 mAh，那么 A为12.44%SOC；B为13.97%SOC，其SOC差异为1.53%，A、B电池充电后的理论电压差为22 mV。
所以三元材料锂离子电池进行电压分档时，应当采用先充电到100%SOC，再放电的方式。
图2为200只电池容量与电压的对应关系，采用放电工艺时容量与电压有明显的对应关系，拟合直线斜率为1.565 mAh／mV，与上述电池15 mA放电曲线在15%SOC段的斜率吻合。而采用充电工艺时，容量与电压没有明显的对应关系。
图2 电压与容量的关系Fig.2 Relationship between voltage and capacity
2.3 电压分档的电池组成电池系统后的一致性
本文以10 mV／档，对电芯进行分档，分档后的电池组成33P92S电池系统，按1.3描述的方法进行充放电测试。6 A充电末期的充电压差，1.0 C放电末期的放电压差，测试结果如下表1所示，结果显示电池系统具有良好的充放电一致性。并且电池的分档方法为充电到100%SOC，然后放电相同的容量，在组成33P92S系统后，充电时每串电池的充电容量是相同的，理论上都会回到100%SOC，所以放电电压分档的电池，组成系统后充电压差会很一致，电压不一致都将集中体现在放电压差上面。
表1 33P92S系统充放电电压一致性Tab.1 33P92S pack voltage consistent on charge and dischargeNum.充电压差 放电压差1 7 94 2 6 66 3 5 66 4 3 70 5 6 92 6 6 81 7 6 67 8 7 69 9 5 50 10 6 64 MAX.7 94 MIN.3 50 AVE.5.7 71.9
3 结论
三元锂离子电池采用电压分档可以提高生产过程组合良品率，可以提高生产效率。并且电
压相比于容量，是一个更容易测量的参数。电压分档能达到分容目的，其关键在于如下两方面：选取电压容量曲线中斜率较大的段；三元材料锂离子电池进行电压分档时，应当采用先恒流恒压充电到100%SOC，再恒流放电到约15%SOC的方式。采用电压分档的电池满足电动汽车充放电时的电压一致性要求。
电暧器【相关文献】
［1］莫治波，茂宁，梅金辉，等.电压一致性对锂离子电池串联使用的影响［J］.电源技术，2014，38（5）：37-39.
［2］倪涛来，宫璐，向兴江，等.锂离子电池一致性问题研究［J］.电池工业，2017，21（5）：826-827.
［3］王正，庞佩佩，赵付双，等.锂离子电池串联一致性与电压差的研究［J］.电池工业，2017，21（1）：12-16.
