锂離子電池電芯一致性好壞對電池組的影響有哪些？

TIME: 2022-05-17 18650電池知識

锂離子電池的電芯在電壓、容量、內阻方面的數值誤差越小，一致性越高，電池組整體性能越好，使用壽命也越好。在多串並領域，電池的不一致影响電池的使用性能，甚至会带来一些安全隐患。多串并使用中导致電池不一致的因素很多，有電池本身的原，比如容量不一致、自放电率不一致、内阻不一致、寿命不一致；也有外部原因，比如電池散热环境不同、電池间连接内阻不同，甚至检测电路导致各路放电不均。本文主要讨论电压不一致对電池多串并使用的影响。電池电压不一致是实际使用中常常遇到的问题，并且电压也是電池管理系统最重要的监控参数。在实际应用中，导致電池电压不一致的原因主要是容量不均和電池自放电，而電池的电压不一致主要是影响電池的串联使用。

本文测试所用電池为圆柱型功率18650 電池。

（1）单颗電芯的过放电循环寿命测试采用2 C 恒流充电，4.2 V 恒压至电流小于0.05 C，然后分别以1 C，10 C 恒流放电到1.0，2.5 V。

（2）锂离子電池组5S1P 的循环寿命测试采用2 C 恒流到21.0 V，21.0 V 恒压到0.05 C，10 C 放电至12.5 V，在测试过程中不进行单节電池的过充过放保护，但電芯之间一致性较好。

（3）锂离子電池组5S1P 的循环寿命测试采用2 C 恒流到21.0 V，21.0 V 恒压到0.05 C，10 C 放电至12.5 V，在测试过程中不进行单节電池的过充过放保护，但電芯之间一致性较差。

電池的三电极测试，参比电极使用直径为1mm的镍丝，将镍丝圆周表面包裹金属锂片，在玻璃面上研磨，使新鲜的锂金属紧紧包裹在镍丝上，作为金属锂参比电极。将18650 電池放电后，用钳子去掉其電池盖。然后将参比电极插入极组中心孔里，并在中心孔里注入电解液，放上预先打好孔的PP 材质的塑料盖，用Parafilm 胶带进行密封，最后在湿度小于1%的干燥间里进行三电极体系测量。

通过以上的方法对18650 锂离子電池在不同充电电压以及不同放电电流下放电到不同电压的循环性能，并人为造成初始SOC 差异，模拟電池自放电导致串联電池包电压不一致，在没有单节过充过放的保护下，電池循环寿命因为单节電池的过放电而导致電池包失效。真实電池的三电极体系测试表明放电末期负极电位的变化关系，并从理论上分析了提高電池耐过放性能的方法和手段。

从结果测上来看，使用寿命最长的是单颗電芯的测试组，寿命次之的是電芯一致性较好的，而使用寿命最短的是電芯一致性较差的组，很显然，電芯一致性好坏在整体電池组中的应用是非常重要的。

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