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锂电池电芯的自放电电流的检测方法

电源技术 | 发布时间:2018-08-29 | 人气: | #评论# | 本文关键字:电池,电芯,锂电池,蓄电池
摘要:随着电芯/模组的制造节拍提高,如何快速检测电芯的自放电,还是一个非常重要的事情。这里面有个核心层面的因素,主要是随着电芯企业的淘汰赛开场,能够活下来的电芯企业都是店大欺客

随着电芯/模组的制造节拍提高,如何快速检测电芯的自放电,还是一个非常重要的事情。这里面有个核心层面的因素,主要是随着电芯企业的淘汰赛开场,能够活下来的电芯企业都是店大欺客,在产量上升需要降低成本,好多问题都给转移了。在Pack和后续层面如何保证电芯的质量,到底测量哪些参数,核心的自放电和电芯内部是否隐含问题,是最重要的指针之一。但是节拍限制,使得留给检测的时间越来越短。怎么办呢?

锂电池即使没有进行任何连接也会逐渐放电,储存的能量渐渐损失,导致电池可用容量比预期的低。锂离子电池的自放电通常可按如下方式建模:

– Ceff 是电池的有效电容,用于存储电池的电荷。

– RS 是电池内部或串联电阻。由于 Vcell = Vocv – (I * RS)

– RSD 是自放电电流流过的并联电阻。 如果电池没有任何连接(开路),Ceff 通过高值 RSD 放电,产生数十或数百μA的自放电电流( Id)

当电芯内部有金属杂质,有问题的时候,这个RSD就会升高,传统的办法是通过一定的时间来评估这个数据,一般是需要7天以上

电芯自放电测试相关的成本还是比较大的,需要考虑到产线自放电误判率、电池的生产规模和节拍、电池自放电测试存储时长、电池自放电占地空间相关的仓储成本、工位场地费用、电池拖延使用的资金回报率或占用成本。由于电芯受温度,电压影响较大,在电芯出场测量的OCV数据,和后续模组上线检测,在上线测试前的多次开路电压OCV测量必须保持相同的条件。这就需要把模组在相同的温度下至少静置12-24小时,使得这个测试每次测量需要花费大量的准备时间,在较短时间内,OCV电压的精度要求也很关键。

为了尽可能降低成本,我们需要根据OCV和SOC的曲线去寻找最大变化的点,以尽可能通过较短的天数来获取更大的变化,通过K值来体现出来。

实际上,在现在的电芯自放电有挺多的问题的:

1) 电芯到模组以后,有一个初始的应力加压过程,加压过程会加剧电芯的自放电使得内部金属污染物的效果容易显现出来

2) 由于上面的原因,电芯的自放电和模组的自放电存在K值上的差异了,我们需要对比电芯和模组的自放电数据

了解下来,现在看下来,国外有不少电芯公司在开发测量的方案,直接测量自放电电流, 通过测试系统的配置,可以使系统直接测量电芯内部的自放电电流。测试的原理是加入外部的自放电系统,通过注入电流Isdm,自放电测试系统保持电芯电压/Soc,电芯没有被充电(Soc减少), 也没有被充电(Soc增加),此时测 试系统提供的电流ISDM 就等于Isd

电芯对应电芯电压Ocv (nV),代表电芯电量Soc(n%)。电芯的自放电电流在不变的情况下,通过外部补充的速度(ISDM)与漏水速度(自放电电流Isd)一样,且电芯电压OCV和SOC均保持不变,所以测量ISDM 就等于Isd。

责任编辑:锂电池电芯

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