
元能科技(廈門)有限公司

已認(rèn)證
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前 言
隨著鋰離子電池在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,電池組內(nèi)單體電芯的一致性成為影響整體性能與壽命的核心因素。直流內(nèi)阻(DCIR)作為衡量電池健康狀態(tài)和功率特性的關(guān)鍵參數(shù),其測(cè)試方法的精度與效率直接決定了電池分選和成組優(yōu)化的效果。DCIR反映了鋰離子電池內(nèi)部離子遷移和電子傳導(dǎo)的綜合阻力,其數(shù)值與電池的極化特性、老化程度密切相關(guān)。在動(dòng)力電池模組中,若單體電芯DCIR差異超過(guò)5%,可能導(dǎo)致充放電過(guò)程中電芯間電流分布不均,加速局部老化甚至引發(fā)熱失控。傳統(tǒng)DCIR測(cè)試易受環(huán)境溫度、測(cè)試條件波動(dòng)等因素干擾,導(dǎo)致數(shù)據(jù)離散性大。本文將介紹一種高一致性DCIR測(cè)試方法,結(jié)合先進(jìn)設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)化流程,為電池研發(fā)與生產(chǎn)提供可靠支持。
1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
采用元能科技ERT高精度電池測(cè)試系統(tǒng)(圖1),支持多電芯同步測(cè)試,高精度電流電壓模塊,可消除電流電壓波動(dòng)對(duì)DCIR的影響。
圖1. 元能科技電化學(xué)性能分析儀ERT系列
2. DCR測(cè)試流程
扣電信息:15個(gè)平行樣NCM/Li半電池,以0.1C恒流充至50%SOC,靜置2小時(shí)(25℃恒溫);
設(shè)備信息:三類精度的充放電設(shè)備:0.01%FS,0.02%FS,0.05%FS;
測(cè)試步驟:按照下圖所示計(jì)算10sDCIR,并計(jì)算平行樣的變異系數(shù)COV。
圖2. DCIR測(cè)試電流電壓變化曲線
3. 數(shù)據(jù)分析與一致性驗(yàn)證
對(duì)15個(gè)平行樣扣電(容量12mAh)在三種電流電壓精度的設(shè)備上進(jìn)行相同的DCIR測(cè)試,結(jié)果如圖3所示,當(dāng)測(cè)試設(shè)備的電壓精度更高時(shí),結(jié)合DCIR的計(jì)算公式,電壓變化量的測(cè)試準(zhǔn)確性和一致性更好,平行樣的DCIR的變異系數(shù)也更小。
圖3. DCIR數(shù)據(jù)對(duì)比
4. 應(yīng)用場(chǎng)景與價(jià)值
電芯分選:通過(guò)高精度DCIR數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化分容,降低模組內(nèi)電芯性能差異;
工藝優(yōu)化:識(shí)別極片壓實(shí)密度、電解液浸潤(rùn)度等工藝波動(dòng)對(duì)DCIR的影響;
老化監(jiān)測(cè):長(zhǎng)期追蹤電池組DCIR變化趨勢(shì),預(yù)警一致性劣化風(fēng)險(xiǎn)。
5. 總結(jié)
本文基于元能科技電化學(xué)性能分析儀ERT系列測(cè)試設(shè)備,建立了鋰離子電池高一致性DCIR測(cè)試方法,通過(guò)采用更高精度的DCIR測(cè)試設(shè)備,顯著提升了數(shù)據(jù)重復(fù)性與可比性。
6. 參考文獻(xiàn)
[1] 秦紅蓮, 霍然, 魏得勛. 三元鋰離子電池直流內(nèi)阻的測(cè)試分析[J]. 電池工業(yè), 2021(5):4.
[2]周江,于寶軍.鋰離子電池階梯充電制式與循環(huán)衰減機(jī)制[J].電源技術(shù),2023,47(6):741-744.
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