钜大LARGE | 点击量:1214次 | 2020年09月03日
为何磷酸铁锂动力锂电池组容量会有损耗
1.电池充放电机理及自放电分析1.1电池充放电机理磷酸铁锂正极材料具有规则的橄榄石型结构,对磷酸铁锂离子电池的结构和特性进行了大量研究。磷酸铁锂离子电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,充放电过程中结构稳定。在充放电过程中,聚合物隔膜将正极与负极隔开,电子不能通过而锂离子可以通过。其充放电反应机理为从式(1)、式(2)可以看出,其充放电反应是在LFePODFeP04两相之间进行。充电过程中,锂离子从UFeP04中脱出通过隔膜向负极迁移,正极形成FeP04相;放电过程中,锂离子从负极脱出通过隔膜向正极迁移嵌入FeP04中形成UFeP04.由于充放电过程中铁氧配位关系变化很小,所以在脱嵌锂过程中虽然存在物相变化,但是没有影响其电化学性能的体积效应出现。
电池自放电分析电池的自放电是指电池在未使用状态下,电池容量自然损失的现象。通常情况下,电池的自放电程度重要受正极材料、电池的制作工艺、电解液性质、温度和时间等因素影响。自放电使电池损失一部分容量,不同类型的电池自放电过程不同。电池自放电受温度影响较大,且受电池荷电状态影响较大。假如负极处于充足电的状态而正极发生自放电,电池内容量平衡被破坏,将导致永久性的容量损失。长时间或经常自放电时,锂有可能沉积在碳上,增大两极间容量的不平衡程度。在实际应用中,电池自放电还包括电池管理系统所消耗的容量。
2.是电池组车载放电。单节电池检测模块分别对每一节电池电压、温度进行检测;触摸屏模块对电池组总电压、总电流进行检测,并对电池组的充电过程进行控制。低电压电动汽车每组电池的电池数为16节,串联在一起,总电压约触摸屏模块检测电池组总电压、总电流,并在触摸屏模块上把电池组总电压、总电流、单节电池电压、温度等重要信息实时显示出来。触摸屏模块同时通过CAN总线与充电机、均衡模块和电机控制器进行通信,对动力锂电池组的充放电过程进行监测和控制,是管理系统的核心。
磷酸铁锂动力锂电池组充电过程如下:开始阶段,充电机对磷酸铁锂动力锂电池组进行串联充电,单节电池检测模块对单节电池电压、温度进行检测,将检测结果通过CAN通信送给触摸屏微处理器,触摸屏微处理器监测、控制串联充电过程。按照单节电池电压控制串联充电的方式充电,当串联充电结束时,触摸屏模块检测到某节或某几节电池SOC较低,要启动均衡模块时,触摸屏发出信号,启动对应电池的均衡模块。当均衡充电模块完成对各单节电池的均衡充电后,均衡充电模块停止工作,触摸屏微处理器显示电池组充电完成。
通过磷酸铁锂动力锂电池组充电实验验证,均衡充电模块能很好地对电池组中各单节电池进行均衡充电,通过电池组均衡充电装置,能使电池组中各单节电池都充满电量。