与软包和方形锂电池相比,是商业化最早,生产自动化程度最高,当前成本最低的一种动力电池。又有Tesla多年夹持,基本保持着与软包和方形电池三分天下的局面。从特斯拉宣布Model3采用21700以后,家族也多出了一个明星成员。本文一起来看看圆柱电池相关的几个技术点。单体过流保护装置,每个厂家的设计并不相同,根据对安全性要求的不同,价格要去不同,可以进行定制。一般的安全装置主要有PTC正温度系数电阻和熔断装置两大类。
1、直流放电内阻测量法。根据物理公式R=V/I,测试设备让电池在短时间内(一般为2-3秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A-80A的大电流),测量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的内阻。2、交流压降内阻测量法,因为电池实际上等效于一个有源电阻,因此给电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1KHZ频率,50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。
1、内阻,尤其是极化内阻的不一致,使得个别在充放电过程中电压变化剧烈,从而导致整个电池组的变化剧烈;2、单体电池电压的不一致,将影响电池组的调峰能力,使得整体电池组放出的能量降低;3、由于电池工作中有放热和吸热过程,电池温度会不断变化,当过热时,会带来性能下降和安全隐患,事实证明,近年发生的电动汽车运营和测试起火的导火索都是因为过温保护不到位引起电池发热起火的,电池类型不但有锰酸锂,磷酸铁锂电池也是如此;
所谓铝壳电池寿命是指电池在使用过一段时间后,容量衰减为标称容量(室温25℃,标准大气压,且以0.2C放电的电池容量)的70%,即可认为寿命终止。行业内一般以锂电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。在使用的过程中,铝壳电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降,比如电解液的分解,活性材料的失活,正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验标明,更高倍率的放电会导致容量更快的衰减,如果放电电流较低,电池电压会接近平衡电压,能释放出更多的能量。
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