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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,在生產過程中,要對原材料的粒徑分布、比表面積和雜質含量等參數進行嚴格的控制,保證原材料的批次一致性。

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鋰離子電池生產工藝

電池的生產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。生產單體性能要一致,必須對每一個工序進行合理的設計和管控,使之平行重復。根據電池的性能要求設計電池生產工序,分析原材料、電極和電解液等參數對電池一致性的影響,從而合理控制各個工序參數的閾值。生產線減少人為干預,實現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,將狀態參數較為一致的電池組合在一起。電池成組方法重要有單參數配組法、多參數配組法和動態特性曲線配組法。動態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:先并聯兩個相同的電池為一個模塊,再將模塊串聯起來(PSB);先串聯兩個不同的電池為一個模塊,再將模塊并聯起來(SPA)。

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電池管理系統

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。電池管理系統是電池系統正常運行的重要保障,重要任務是保證電池組的性能,防止電池損壞,防止安全事故,使電池在適宜的區域內工作,延長壽命。BMS由傳感器、執行器、控制器和信號線等部分組成,重要功能有:數據采集、狀態估計、充放電控制、均衡充電、熱量管理、安全管理和數據通信等。

雖然電池管理技術已經被廣泛運用,但還要繼續完善,尤其是在SOC的估算和數據采集精確度、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。