钜大LARGE | 点击量:899次 | 2019年02月14日
影响锂电池包结构设计的相关因素
锂电池包结构设计是整个电池包系统设计中极为重要的一环,是整个设计过程中占用时间最多的一环。这次就让小编来带大家了解一下影响锂电池包结构设计相关的内容。
锂电池包的基本结构
主要材料:正极、负极、电解液、隔膜
结构:圆形、方形;叠片、卷绕
形态:聚合物(软包装)、液态锂离子(钢壳)
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
不同因素对锂电池包结构设计的影响
█放电特性曲线趋势
放电特性曲线的趋势,主要关注电芯放电曲线的斜率。不同类型的电芯,基本的放电趋势是不同的。
具有倾斜放电曲线的电池所输送的功率在整个放电周期中逐渐下降。这可能会导致高功率应用在放电后期结束时出现问题。对于需要稳定电源电压的低功率应用,如果斜率太陡,可能需要安装稳压器。这通常不适用于高功率应用,因为稳压器的损耗会消耗电池太多功率。
█环境温度
电池的放电特性,受到环境温度的影响极为明显。如果锂电池包的使用环境最低温度在0℃以下,在某些含水电解液的电池中,电解液本身可能会冻结;即使有机电解液不会冻结,电池性能下降也非常明显,就需要考虑低温对电池的影响问题。如果是在环境温度极高的环境使用动力电池,电极活性材料在高温下容易与电解液发生反应,可能带来容量上的损失,还可能造成安全风险。
在电池能够承受的温度范围内,电池性能通常随温度的提高而提高,比如容量增大,内阻减小。每种电芯都有一个最适宜的工作温度,最理想情况是给电池创造出这个适宜的工作温度,偏高或者偏低的温度都会影响循环寿命。
█脉冲性能
输送高电流脉冲的能力是许多电池的要求。电池的载流量取决于电极的有效表面积。但是电流限制是由电池内发生化学反应的速率决定的。当对于电池的功率使用范围有要求的时候,了解电芯的脉冲能力,有助于设计更合适的锂电池包电芯。
当确定好使用的范围,环境等影响锂电池包结构设计的因素,设计好锂电池包后,就需要对其进行测试来确保其安全性,稳定性和实用性了。
对于已设计好的锂电池包进行测试
充放电测试:判断电流充电回路工作是否正常。使用仪器设备:微电脑测试仪或者DC电源20V/5A及4.0-5.0Ω水泥电阻,8.0-10.0Ω水泥电阻。
短路测试:判断电池短路保护功能是否正常。使用仪器设备:微电脑测试仪或者导线。
内阻测试:判断电池自耗电大小的一个指标,当内阻过大时,影响放电,甚至不能放电。使用仪器设备:内阻测试仪。
套机测试:检测电池装入机器中能否正常使用,如开、关机能否正常,电量显示是否符合规律。
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