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動力電池自放電測試的檢測方法

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年11月24日  

1、自放電檢測方法

1)電壓降法

用儲存過程中電壓降低的速率來表征自放電的大小。該方法操作簡單,缺點是電壓降并不能直觀地反映容量的損失。電壓降法最簡單實用,是當前生產普遍采用的方法。

2)容量衰減法

即單位時間內容量降低的百分數來表示。

3)自放電電流法Isd

根據容量損失和時間的關系推算電池儲存過程中的自放電電流Isd。

4)副反應消耗的Li+摩爾數計算法

基于電池儲存過程Li+消耗速率受負極SEI膜電子電導的影響,推導算Li+消耗量隨儲存時間的關系。

2、自放電測量系統關鍵點

1)選取合適的SOC

dOCV/dT受SOC影響,溫度對OCV的影響在平臺處被顯著放大,帶來很大的SOC預測誤差。需選擇對溫度變化相對不敏感的SOC測試自放電,如:FC1865:25%SOC測自放電;LC1865:50%SOC測自放電。

因電池容量差異,故實際電池的SOC存在波動,公差約為4%左右,故考察5%的公差范圍內OCV曲線斜率的變化。LC186553%和99.9%SOC處斜率很穩定,分別為3.8mV/%SOC和10mV/%SOC。FC1865~25%SOC處斜率比較穩定;當然滿電態也是個簡單實用的自放電測量點。

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2)起始時間的選定

FC186525%SOC下(也可以是其他SOC值)看充電結束后每小時電壓變化,20h以后電壓降速率基本一致,可以認為極化已基本恢復。故選取24h作為自放電測試起始時間。

LC186550%SOC下14h以后電壓變化速率在0.01mV/h上下小范圍波動,可以認為極化已基本恢復,選取24h作為自放電起始點是可行的。

3)儲存溫度和時間

儲存溫度和時間對自放電的影響(LC1865H)

在研究區間內,自放電與時間和溫度均呈顯著的線性關系。可將自放電模型擬合為:自放電=0.23*t+0.39*(T-25)。(以上數值和關系式和電池體系有關,常量會相應變化,以下其他關系也是。)

常溫下由于化學反應速率的降低,其物理自放電的異常點表現更明顯。14D儲存能夠非常好的預測28D的結果。

3、自放電測量系統的改進

1)測電壓溫度

測電壓環境溫度對自放電的影響:FC1865:每增加1℃,電壓下降0.05mV;LC1865:每增加1℃,電壓下降0.17mV。

2)電壓表選型

在電壓表的選擇上,由于自放電研究的是0.1mV層面的變化,傳統的4位半電壓表(精確到1mV,分辨率到0.1mV)已不適合,故選用六位半Agilent34401A電壓表,(精確達到0.1mV,分辨率達到0.01mV甚至更高)。另外該量儀的重復性也相當不錯。

4、自放電標準的確定

1)理論推算

2)1mV差異模擬

通過人為調整10%SOC差異模擬1mV(28天1mv,14天0.5mv的差異)自放電差異使用3年后的Balance結果。3組電池均未發生過充的安全問題,但是放電時的電壓差已經非常大(1200mV),自放電大的電池被過放至2.5V,PACK容量損失10%。

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