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鋰離子電池材料

鋰離子電池的正極材料有三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰等,負極材料有石墨、硅和鈦酸鋰等。同批次原材料對電池性能的一致性十分重要,在生產(chǎn)過程中,要對原材料的粒徑分布、比表面積和雜質(zhì)含量等參數(shù)進行嚴格的控制,保證原材料的批次一致性。

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鋰離子電池生產(chǎn)工藝

電池的生產(chǎn)工藝由多個工序組成,每個工序過程都可能會影響電池的一致性。生產(chǎn)單體性能要一致,必須對每一個工序進行合理的設(shè)計和管控,使之平行重復(fù)。根據(jù)電池的性能要求設(shè)計電池生產(chǎn)工序,分析原材料、電極和電解液等參數(shù)對電池一致性的影響,從而合理控制各個工序參數(shù)的閾值。生產(chǎn)線減少人為干預(yù),實現(xiàn)自動化也能提高電池的一致性。

2分選制度

為了降低初始狀態(tài)差異對電池組的不利影響,通常要對單體電池進行篩選,將狀態(tài)參數(shù)較為一致的電池組合在一起。電池成組方法重要有單參數(shù)配組法、多參數(shù)配組法和動態(tài)特性曲線配組法。動態(tài)特性曲線配組法通過比較同一倍率下不同電池間充放電曲線的差異,能夠很好地反映電池特性,分選效果理想。

3電池組外電路

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電池串并聯(lián)方式

電池組的連接方式影響電池一致性。目前有兩種較好的連接方式:先并聯(lián)兩個相同的電池為一個模塊,再將模塊串聯(lián)起來(PSB);先串聯(lián)兩個不同的電池為一個模塊,再將模塊并聯(lián)起來(SPA)。

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電池管理系統(tǒng)

為了提高電池的性能和使用壽命要對單體電池進行管理和維護。電池管理系統(tǒng)是電池系統(tǒng)正常運行的重要保障,重要任務(wù)是保證電池組的性能,防止電池損壞,防止安全事故,使電池在適宜的區(qū)域內(nèi)工作,延長壽命。BMS由傳感器、執(zhí)行器、控制器和信號線等部分組成,重要功能有:數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)估計、充放電控制、均衡充電、熱量管理、安全管理和數(shù)據(jù)通信等。

雖然電池管理技術(shù)已經(jīng)被廣泛運用,但還要繼續(xù)完善,尤其是在SOC的估算和數(shù)據(jù)采集精確度、均衡電路、電池快充等方面。由于不同類型的電池特性具有差異,適用于所有電池的BMS是目前的重要研究方向。