锂电池的电量去哪了

锂离子电池自放电反应不可避免,其存在不仅导致电池本身容量的减少,还严重影响电池的配组及循环寿命。锂离子电池的自放电率一般为每月2%~5%,可以完全满足单体电池的使用要求。然而,单体锂电池一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的特性不是完全一致,故每次充放电后,各单体锂电池的端电压不可能达到完全一致 ,从而会在锂电池模块中出现过充或者过放的单体电池,单体锂电池性能就会产生恶化。随着充放电的次数增加,其恶化程度会进一步加剧,循环寿命相比未配组的单体电池大幅下降。感谢关注锂电马工,为你分享锂电故事。因此 ,对锂离子电池的自放电率进行深入研究是电池生产的迫切需要。


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自放电的影响因素

电池的自放电现象是指电池处于开路搁置时,其容量自发损耗的现象,也称为荷电保持能力。自放电一般可分为两种 :可逆自放电和不可逆自放电。损失容量能够可逆得到补偿的为可逆自放电,其原理跟电池正常放电反应相似。损失容量无法得到补偿的 自放电为不可逆自放电,其主要原因是电池内部发生了不可逆反应 ,包括正极与电解液反应、负极与电解液反应、电解液自带杂质引起的反应,以及制成时所携带杂质造成的微短路引起的不可逆反应等。

影响自放电率的先天因素

开路放置的电池为什么会损失电荷?先天的影响主要来自于电池内部电化学材料损失和电芯内部短路。电芯材料的损失为不可逆反应,造成电芯容量的损失,损失的多少,是容量恢复性能的体现;短路造成的电量损失,消耗了当前电量,容量不受这部分反应的影响。


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测量自放电率的意义

自放电率作为锂离子电池的一项重要性能指标,对电池的筛选及配组具有重要影响,因此测量锂电池的自放电率具有深远意义。

1 预测问题电芯

同一批电芯,所用材料和制成控制基本相同,当出现个别电池白放电明显偏大时 ,原因很可能是内部由于杂质 、毛刺刺穿隔膜而产生了严重的微短路。因为微短路对电池的影响是缓慢的和不可逆的。所以,短期内这类电池的性能不会与正常电池相差太 多,但是长期搁置后随着内部不可逆反应的逐渐加深,电池的性能将远远低于其出厂性能以及其他正常电池性能。因此为了保证出厂电池质量,自放电大的电池必须剔除。

2 对电池进行配组配组

锂电池需要较好的一致性,包括容量、电压、内阻以及白放电率等。电池的自放电率对电池组的影响主要表现为:一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的自放电率不 同,在搁置或者循环过程中,电压会出现不同程度下降,而在串联充电下,其受电流又会相等,故每次充电后都可能会在锂电池模块中出现过充或者未充满的单体电池 ,随着充放电的次数增加,电池性能会逐渐恶化,循环寿命相比未配组的单体电池大幅下降。因此,电池配组要求对锂离子电池的自放电率进行精确测量并筛选。


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3 电池SOC估算修正

荷电状态也叫剩余电量,代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,常用百分数表示。自放电率对于锂离子电池的SOC估算具有重要参考价值 。经过自放电电流对SOC初值的修正可提高SOC估算精度,一方面对客户而言可根据剩余电量估算产品可使用时间或行驶距离;另一方面提高BMS的SOC预测精度可有效预防电池过充过放,从而延长电池使用寿命 。

开路放置的电池为什么会损失电荷?先天的影响主要来自于电池内部电化学材料损失和电芯内部短路。电芯材料的损失为不可逆反应,造成电芯容量的损失,损失的多少,是容量恢复性能的体现;短路造成的电量损失,消耗了当前电量,容量不受这部分反应的影响。


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