磷酸鐵鋰動力鋰電池容量損耗分析

基金項目:國家63計劃資助(2003AA501350)，中央高?；A(chǔ)科研業(yè)務(wù)費資助(CDXS11151156)。胡銀泉(1978-)，男，博士。電池容量衰減過快的問題有利于電池組的有效利用，減緩了電池組容量衰減的速度，延長了電池組的循環(huán)使用壽命。

1電池充放電機理與自放電分析1.1電池充放電機理磷酸鐵鋰正極材料具有規(guī)則的橄欖石結(jié)構(gòu)，對磷酸鐵鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與特性進行了大量的研究。磷酸鐵鋰離子電池是指以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池。在充放電過程中，聚合物膜將正極和負極分開，阻止電子通過，并允許鋰離子通過。根據(jù)式(1)和式(2)，LFePODFeP04之間進行充放電反應(yīng)。充電過程中，鋰離子從UFeP0和4中逸出，通過隔膜向負極遷移，正極形成FeP0和4相。在放電過程中，鋰離子從負極逃逸，通過隔膜遷移到正極，插入FeP04形成UFeP04。由于在充放電過程中鐵氧配位關(guān)系變化不大，所以除鋰過程中雖然存在相位變化，但不存在影響鋰電化學(xué)性能的體積效應(yīng)。

電池自放電分析電池自放電是指電池在不使用時電池容量的自然損耗。在正常情況下，電池的自放電程度重要受陰極材料、電池制造工藝、電解質(zhì)性能、溫度和時間等因素的影響。自放電會使電池失去部分容量。電池的自放電受溫度和充電狀態(tài)的影響較大。假如負極充滿電而正極自放電，電池內(nèi)部的容量平衡就會被破壞，導(dǎo)致永久性的容量損失。在長時間或頻繁的自放電過程中，鋰可能會沉積在碳上，加劇兩極之間的容量不平衡。在實踐中，電池自放電還包括電池管理系統(tǒng)消耗的電量。

2.它是電池組的車載放電。單個電池測試模塊測試每個電池的電壓和溫度。觸摸屏模塊檢測電池組的總電壓和電流，控制電池組的充電過程。低壓電動汽車各電池組的電池數(shù)量為16個，串聯(lián)在一起。totalvoltage是觸摸屏模塊，用于檢測電池組的總電壓和總電流，并在觸摸屏模塊上實時顯示總電壓、總電流、單電池電壓、溫度等重要信息。觸摸屏模塊通過CAN總線與充電器、平衡模塊、電機控制器同時通信，監(jiān)控電源電池組的充放電過程，是管理系統(tǒng)的核心。

磷酸鐵鋰動力鋰電池充電過程如下:最初,磷酸鐵鋰動力鋰電池充電的充電器,單電池測試模塊的單電池電壓、溫度測試,測試結(jié)果可以通信處理器的觸摸屏,觸摸屏系列微處理器監(jiān)控和控制充電過程。電池按單個電池的電壓控制串聯(lián)充電方式充電。當系列充電結(jié)束時，觸摸屏模塊檢測到某一電池或多節(jié)電池的荷電狀態(tài)較低，要啟動平衡模塊，觸摸屏發(fā)出信號啟動相應(yīng)電池的平衡模塊。當平衡充電模塊完成每個電池的平衡充電后，平衡充電模塊停止工作，觸摸屏微處理器顯示電池組已充電完畢。

通過磷酸鐵鋰動力鋰電池的充電實驗，驗證了平衡充電模塊能夠很好地平衡電池組中各單體電池的充電。通過電池組的平衡充電裝置，電池組中的每一節(jié)電池都可以充滿電。