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影响动力电池健康的常见9个因素汇总

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导读:近日,《汽车大数据应用研究报告(2021)》由社会科学文献出版社正式出版发行。报告指出,新能源汽车电池健康影响因子随着电池使用和存储时间的增长,其健康状态会逐渐变差。目前主要有9个常见影响电池健康度的因素。

报告显示,应对新能源汽车高频次使用的用户需求是新能源电池健康面临的一个很大的挑战,因此电池健康监控是企业必备的一个技能。在日常工作中,电池的工作状态并不是最理想的,电池健康度往往受众多因素影响,因而研究影响因素对电池健康度造成的影响是很有必要的,对改善电池性能、延长电池寿命有重大的指导意义。

影响电池健康度的九大因素是:

(1)当前容量

电池当前容量是表征电池健康度的主要参数之一,当电池的当前容量低于额定容量的80%,说明这块电池包括各方面性能的老化和退化较为严重。电池容量的衰减程度直接影响电池的健康状态。当电池耐久性下降时,电池的容量也跟着下降,这就使能源电池寿命也在不断缩短,车辆续航里程变短。

(2)电池内阻

工作时会被内阻损耗一部分电能,而损耗的电能与电池内阻成正比。对于锂离子电池,在多次充放电工作以后,由于其内部化学变化,内阻会逐渐增加,相应的内阻损耗也会逐渐增加,这就造成了电池可用能量的降低。

(3)充放电深度

放电深度对电池健康度有很明显的作用,不同的充放电深度对锂离子电池寿命的影响不同。充放电深度增加,电池内部的活性物质激活的就多,电池释放的电量就大,进而电池健康度衰减更明显。

(4)充放电速率

当使用电池时,如果没有按照电池自身的充放电倍率对其进行充放电,会对电池的性能造成很大影响,甚至影响电池的使用寿命。虽然高倍率充电能够缩短充电时间,但是高倍率充电时由于电池内阻的存在电池温度升高过快,给热管理增加难度,导致电池健康度恶化。除此之外,高倍率充电还容易造成电池过充,也会影响电池健康度。

(5)自放电率

电池的自放电率是电池性能的主要参数之一,同时也是电池健康度的主要影响因素之一。电池的自放电率也称为电池的电荷量保持能力,指的是在不接外部负载的条件下,电池内部储存电量能够保存的时间长短。

(6)过充与过放

放电截止电压与锂离子电池等效电阻密切相关,放电截止电压升高意味着等效电阻变大,锂离子电池散热增加,加速电池损耗。同理,过充电也会对电池寿命造成影响。

(7)循环次数

电池内部不仅有充放电可逆反应也会有部分副反应发生,是不可逆的。随着电池循环次数增加,电解液变稀,有效成分的降低导致电池可用容量降低,进而电池的老化更明显。

(8)充放电电流

充放电电流因素也会对电池健康度产生不同影响。李艳等研究了不同放电电流对锂离子电池循环容量衰退造成的影响,并通过X射线衍射法、透射电子显微镜法和扫描电子显微镜法分析了不同放电电流情况下电池内部材料的衰退程度。研究结果表明,放电电流越大电池容量衰退越快,电池健康度下降越快。

(9)环境温度

锂离子电池的正常工作温度范围为(--20℃,60℃),理想工作温度为25℃,此时电池性能最佳。电池温度的变化会引起电池自身参数的变化,如内阻的增加和充放电率的抖动。当锂离子电池所处的环境温度过高或过低时,电池性能恶化,导致电池容量降低,电池健康度下降。因此温度是影响电池寿命的一个关键因素。

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