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鋰電池充放電理論及電量計算法設(shè)計

鋰電聯(lián)盟會長 ? 來源:鋰電聯(lián)盟會長 ? 作者:鋰電聯(lián)盟會長 ? 2023-01-09 18:10 ? 次閱讀

導(dǎo)讀:自放電的一致性是影響因素的一個重要部分,自放電不一致的電池在一段時間儲存之后SOC會發(fā)生較大的差異,會極大地影響它的容量和安全性。對其進(jìn)行研究,有助于提高我們的電池組的整體水平,獲得更高的壽命,降低產(chǎn)品的不良率。

含一定電量的電池,在某一溫度下,在保存一段時間后,會損失一部分容量,這就是自放電。簡單理解,自放電就是電池在沒有使用的情況下容量損失,如負(fù)極的電量自己回到正極或是電池的電量通過副反應(yīng)反應(yīng)掉了。

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自放電的重要性

目前鋰電池在類似于筆記本,數(shù)碼相機(jī),數(shù)碼攝像機(jī)等各種數(shù)碼設(shè)備中的使用越來越廣泛,另外,在汽車,移動基站,儲能電站等當(dāng)中也有廣闊的前景。在這種情況下,電池的使用不再像手機(jī)中那樣單獨(dú)出現(xiàn),而更多是以串聯(lián)或并聯(lián)的電池組的形式出現(xiàn)。

電池組的容量和壽命不僅與每一個單個電池有關(guān),更與每個電池之間的一致性有關(guān)。不好的一致性將會極大拖累電池組的表現(xiàn)。

自放電的一致性是影響因素的一個重要部分,自放電不一致的電池在一段時間儲存之后SOC會發(fā)生較大的差異,會極大地影響它的容量和安全性。對其進(jìn)行研究,有助于提高我們的電池組的整體水平,獲得更高的壽命,降低產(chǎn)品的不良率。

自放電機(jī)

鋰鈷石墨電池電極反應(yīng)如下:

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電池開路時,不發(fā)生以上反應(yīng),但電量依然會降低,這主要是由于電池自放電所造成。造成自放電的原因主要有:

a.電解液局部電子傳導(dǎo)或其它內(nèi)部短路引起的內(nèi)部電子泄露。

b.由于電池密封圈或墊圈的絕緣性不佳或外部鉛殼之間的電阻不夠大(外部導(dǎo)體,濕度)而引起的外部電子泄露。

c.電極/電解液的反應(yīng),如陽極的腐蝕或陰極由于電解液、雜質(zhì)而被還原。

d.電極活性材料局部分解。

e.由于分解產(chǎn)物(不溶物及被吸附的氣體)而使電極鈍化。

f.電極機(jī)械磨損或與集流體間電阻變大。

自放電的影響

1、自放電導(dǎo)致儲存過程容量下降

幾個典型的自放電過大造成的問題:

1、汽車停車時間過久,啟動不了;

2、電池入庫前電壓等一切正常,待出貨時發(fā)現(xiàn)低電壓甚至零電壓;

3、夏天車載GPS放在車上,過段時間使用感覺電量或使用時間明顯不足,甚至伴隨電池發(fā)鼓。

2、金屬雜質(zhì)類型自放電導(dǎo)致隔膜孔徑堵塞,甚至刺穿隔膜造成局部短路,危及電池安全

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3、自放電導(dǎo)致電池間SOC差異加大,電池組容量下降

由于電池的自放電不一致,導(dǎo)致電池組內(nèi)電池在儲存后SOC產(chǎn)生差異,電池性能下降。客戶在拿到儲存過一段時間的電池組之后經(jīng)常能夠發(fā)現(xiàn)性能下降的問題,當(dāng)SOC差異達(dá)到20%左右的時候,組合電池的容量就只剩余60%~70%。

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4、SOC差異較大容易導(dǎo)致電池的過充過放

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一、化學(xué)&物理自放電的區(qū)分

1、高溫自放電與常溫自放電對比

物理微短路與時間關(guān)系明顯,長時間的儲存對于物理自放電的挑選更有效;而高溫下化學(xué)自放電則更顯著,應(yīng)用高溫儲存來挑選。

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按照高溫5D,常溫14D的方式儲存:如果電池自放電以物理自放電為主,則常溫自放電/高溫自放電≈2.8;如果電池自放電以化學(xué)自放電為主,則常溫自放電/高溫自放電<2.8。

2、循環(huán)前后的自放電對比

循環(huán)會造成電池內(nèi)部微短路熔融,從而使物理自放電降低,所以:如果電池自放電以物理自放電為主,則循環(huán)后的自放電降低明顯;如果電池自放電以化學(xué)自放電為主,則循環(huán)后的自放電無明顯變化。

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3、液氮下測試漏電流

在液氮下使用高壓測試儀測量電池漏電流,如有以下情況,則說明微短路嚴(yán)重,物理自放電大:

1)某一電壓下,漏電流偏大;

2)不同電壓下,漏電流之比與電壓之比相差大。

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4、隔膜黑點(diǎn)分析

通過觀察和測量隔膜黑點(diǎn)的數(shù)量、形貌、大小、元素成分等,來判斷電池物理自放電的大小及其可能的原因:1)一般情況下,物理自放電越大,黑點(diǎn)的數(shù)量越多,形貌越深(特別是會穿透到隔膜另一面);2)依據(jù)黑點(diǎn)的金屬元素成分判斷電池中可能含有的金屬雜質(zhì)。

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5、不同SOC的自放電對比

不同SOC狀態(tài)下,物理自放電的貢獻(xiàn)會有差異。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,100%SOC下更容易分辨物理自放電異常的電池。

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二、自放電測試

1、自放電檢測方法

1)電壓降法

用儲存過程中電壓降低的速率來表征自放電的大小。該方法操作簡單,缺點(diǎn)是電壓降并不能直觀地反映容量的損失。電壓降法最簡單實(shí)用,是當(dāng)前生產(chǎn)普遍采用的方法。

2)容量衰減法

即單位時間內(nèi)容量降低的百分?jǐn)?shù)來表示。

3)自放電電流法Isd

根據(jù)容量損失和時間的關(guān)系推算電池儲存過程中的自放電電流Isd。

4)副反應(yīng)消耗的Li+摩爾數(shù)計算法

基于電池儲存過程Li+消耗速率受負(fù)極SEI膜電子電導(dǎo)的影響,推導(dǎo)算Li+消耗量隨儲存時間的關(guān)系。

2、自放電測量系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)

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1)選取合適的SOC

dOCV/dT受SOC影響,溫度對OCV的影響在平臺處被顯著放大,帶來很大的SOC預(yù)測誤差。需選擇對溫度變化相對不敏感的SOC測試自放電,如:FC1865:25%SOC測自放電;LC1865:50%SOC測自放電。

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因電池容量差異,故實(shí)際電池的SOC存在波動,公差約為4%左右,故考察5%的公差范圍內(nèi)OCV曲線斜率的變化。LC1865 53%和99.9%SOC處斜率很穩(wěn)定,分別為3.8mV/%SOC和10mV/%SOC。FC1865~25%SOC處斜率比較穩(wěn)定;當(dāng)然滿電態(tài)也是個簡單實(shí)用的自放電測量點(diǎn)。

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2)起始時間的選定

FC1865 25%SOC下(也可以是其他SOC值)看充電結(jié)束后每小時電壓變化,20h以后電壓降速率基本一致,可以認(rèn)為極化已基本恢復(fù)。故選取24h作為自放電測試起始時間。

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LC1865 50%SOC下14h以后電壓變化速率在0.01mV/h上下小范圍波動,可以認(rèn)為極化已基本恢復(fù),選取24h作為自放電起始點(diǎn)是可行的。

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3)儲存溫度和時間

儲存溫度和時間對自放電的影響(LC1865H)

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在研究區(qū)間內(nèi),自放電與時間和溫度均呈顯著的線性關(guān)系。可將自放電模型擬合為:自放電=0.23t+0.39(T-25)。(以上數(shù)值和關(guān)系式和電池體系有關(guān),常量會相應(yīng)變化,以下其他關(guān)系也是。)

常溫下由于化學(xué)反應(yīng)速率的降低,其物理自放電的異常點(diǎn)表現(xiàn)更明顯。14D儲存能夠非常好的預(yù)測28D的結(jié)果。

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3、自放電測量系統(tǒng)的改進(jìn)

1)測電壓溫度

測電壓環(huán)境溫度對自放電的影響:FC1865:每增加1℃,電壓下降0.05mV;LC1865:每增加1℃,電壓下降0.17mV。

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2)電壓表選型

在電壓表的選擇上,由于自放電研究的是0.1mV層面的變化,傳統(tǒng)的4位半電壓表(精確到1mV,分辨率到0.1mV)已不適合,故選用六位半Agilent 34401A電壓表,(精確達(dá)到0.1mV,分辨率達(dá)到0.01mV甚至更高)。另外該量儀的重復(fù)性也相當(dāng)不錯。

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4、自放電標(biāo)準(zhǔn)的確定

1)理論推算

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1mV差異模擬

通過人為調(diào)整10%SOC差異模擬1mV(28天1mv,14天0.5mv的差異)自放電差異使用3年后的Balance結(jié)果。3組電池均未發(fā)生過充的安全問題,但是放電時的電壓差已經(jīng)非常大(1200mV),自放電大的電池被過放至2.5V,PACK容量損失10%。

自放電影響因素及控制要點(diǎn)

一、原材料金屬雜質(zhì)

1、金屬雜質(zhì)的影響機(jī)理

電池中:金屬雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕反應(yīng),溶解到電解液:M→Mn ^+^ +ne ^-^ ;此后,Mn ^+^ 遷移到負(fù)極,并發(fā)生金屬沉積:Mn ^+^ +ne ^-^ →M;隨著時間的增加,金屬枝晶在不斷生長,最后穿透隔膜,導(dǎo)致正負(fù)極的微短路,不斷消耗電量,導(dǎo)致電壓降低。

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注:以上只是最常見的形式,還可能有很多其他的影響機(jī)理。

2、不同種類金屬屑影響程度

(1)正極漿料中添加不同種類金屬屑

可定性的對影響程度排序:Cu>Zn>Fe>Fe2O3

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注:原則上,只要是金屬雜質(zhì)(如以上未列出的還有FeSFeP2O7…),都會對自放電產(chǎn)生較大影響,影響程度一般是金屬單質(zhì)最強(qiáng)。

金屬屑電池的隔膜黑點(diǎn)形貌深(穿透到另一面)、數(shù)量多:

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隔膜黑點(diǎn)的金屬元素成分與添加的金屬種類相吻合,說明隔膜黑點(diǎn)上的金屬元素確實(shí)來源于金屬雜質(zhì):

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(2)負(fù)極漿料中添加不同種類金屬屑

負(fù)極漿料中金屬雜質(zhì)的影響不及正極漿料中的金屬雜質(zhì);其中,Cu、Zn 對自放電有顯著影響;Fe、氧化鐵未觀察到顯著影響。

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3、金屬雜質(zhì)關(guān)鍵控制

(1)建立磁性金屬雜質(zhì)的測試方法

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①用電子稱稱量粉末后,投入到聚四氟乙烯球磨罐中

②將已準(zhǔn)備好的磁鐵投入粉末,放超純水

③球磨機(jī)以200±5rpm的速度攪拌30±10分鐘

④攪拌完畢后,取出內(nèi)部的磁鐵(避免用手或其他器具直接接觸

⑤磁鐵表面吸的正極活性物質(zhì),用超純水來洗凈后,利用超聲波來洗凈 15±3秒鐘。

⑥ ⑤項(xiàng)的手法反復(fù)進(jìn)行多次——磷酸鐵鋰:20遍;其它物料:5-8遍

⑦洗凈好的磁鐵轉(zhuǎn)移到100ml燒杯里。(防止異物的混入)

⑧在燒杯里,倒稀王水(鹽酸:硝酸=3:1)6ml后,再加入磁鐵沉浸程度的超純水。然后加熱20分鐘左右

⑨將加熱好的溶液轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶里,至少潤洗3次,并把潤洗液也轉(zhuǎn)移到容量瓶中,最后用超純水定容

⑩準(zhǔn)備好的溶液,送AAS進(jìn)行定量分析鐵,鉻,銅,鋅,鎳,鈷的含量(磷酸鐵鋰再加測一個鋰元素)。

測量原材料的磁性金屬雜質(zhì)含量:

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磷酸鐵鋰:

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雜質(zhì)成分包含F(xiàn)e、Cr、Ni、Al、P等,雜質(zhì)金屬應(yīng)該為不銹鋼。

KS6:

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磁性金屬雜質(zhì)主要成分是Al,還有少量Mg。

(2)對金屬雜質(zhì)含量過高的原材料進(jìn)行除鐵

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(3)原材料除鐵對自放電的改善

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二、制程粉塵金屬屑

1、制程中粉塵金屬屑的潛在來源

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2、采取措施減少和消除粉塵金屬屑

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3、實(shí)例

使用自動卷繞機(jī)后,極片掉料顯著改善:

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使用自動卷繞機(jī)后,極芯短路率顯著降低:

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自動卷繞機(jī)對自放電的改善:

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整個車間和產(chǎn)線的非金屬化、5S行動:

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三、電池水分

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1、水分對自放電的影響機(jī)理

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如上圖,當(dāng)電池中有H2O存在時,首先,其會與LiPF6反應(yīng),生產(chǎn)HF等腐蝕性氣體;同時與溶劑等反應(yīng)產(chǎn)生CO2等氣體引起電池膨脹;HF會與電池中眾多物質(zhì)如SEI主要成分反應(yīng),破壞SEI膜;生成CO2和H2O等;CO2引起電池膨脹,重新生成的H2O又參與LiPF6、溶劑等反應(yīng);形成惡性鏈?zhǔn)椒磻?yīng)!

SEI膜破壞的后果:

1)、溶劑進(jìn)入石墨層中與LixC6反應(yīng),引起不可逆容量損失;

2)、破壞的SEI修復(fù)則要消耗Li+和溶劑等,進(jìn)一步造成不可逆容量損失。

2、水分測量

固體水分測量方法的改進(jìn):

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原有甲醇浸泡的測量方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性都較差;并且測試周期長(浸泡24h),不可能用于在線控制。

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改用卡氏加熱爐+水分測定儀,準(zhǔn)確性和精確性提高,MSA通過;測試時間約5分鐘,適合用于在線監(jiān)控。

3、水分控制

(1)優(yōu)化極芯烘烤工藝,提高除水效果

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(2)開發(fā)小卷烘烤工藝,提升除水效果

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(3)建設(shè)自動裝配線,減少極芯吸水

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(4)控制電池注液過程中吸水

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(5)優(yōu)化制作流程,減少在制品積壓

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四、改善效果

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1、電壓趨于穩(wěn)定

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2、自放電不良率降

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3、自放電趨勢逐步穩(wěn)定

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4、自放電均值和中位數(shù)降低

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鋰電池充放電理論及電量計算法設(shè)計

1.1 荷電狀態(tài) (State-Of-Charge;SOC)

荷電狀態(tài)可定義為電池中可用電能的狀態(tài),通常以百分比來表示。因?yàn)榭捎秒娔軙虺浞烹婋娏鳎瑴囟燃袄匣F(xiàn)象而有不同,所以荷電狀態(tài)的定義也區(qū)分為兩種:絕對荷電狀態(tài)(Absolute State-Of-Charge;ASOC)及相對荷電狀態(tài)(Relative State-Of-Charge;RSOC)。通常相對荷電狀態(tài)的范圍是 0% - 100%,而電池完全充電時是 100%,完全放電時是0%。絕對荷電狀態(tài)則是一個當(dāng)電池制造完成時,根據(jù)所設(shè)計的固定容量值所計算出來的的參考值。一個全新完全充電電池的絕對荷電狀態(tài)是100%;而老化的電池即便完全充電,在不同充放電情況中也無法到100%。

下圖顯示不同放電率下電壓與電池容量的關(guān)系。放電率愈高,電池容量愈低。溫度低時,電池容量也會降低。

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▲圖一:不同放電率及溫度下電壓與容量之關(guān)系

1.2 最高充電電壓 (Max Charging Voltage)

最高充電電壓和電池的化學(xué)成分與特性有關(guān)。鋰電池的充電電壓通常是4.2V 和 4.35V,而若陰極、陽極材料不同電壓值也會有所不同。

1.3 完全充電 (Fully Charged)

當(dāng)電池電壓與最高充電電壓差小于100mV,且充電電流降低至C/10,電池可視為完全充電。電池特性不同,完全充電條件也有所不同。

下圖所顯示為一典型的鋰電池充電特性曲線。當(dāng)電池電壓等于最高充電電壓,且充電電流降低至C/10,電池即視為完全充電。

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▲圖二:鋰電池充電特性曲線

1.4 最低放電電壓 (Mini Discharging Voltage)

最低放電電壓可用截止放電電壓來定義,通常即是荷電狀態(tài)為0%時的電壓。此電壓值不是一固定值,而是隨著負(fù)載、溫度、老化程度或其他而改變。

1.5 完全放電 (Fully Discharge)

當(dāng)電池電壓小于或等于最低放電電壓時,可稱為完全放電。

1.6 充放電率 (C-Rate)

充放電率是充放電電流相對于電池容量的一種表示。例如,若用1C來放電一小時之后,理想的話,電池就會完全放電。不同充放電率會造成不同的可用容量。通常,充放電率愈大,可用容量愈小。

1.7 循環(huán)壽命

循環(huán)次數(shù)是當(dāng)一個電池所經(jīng)歷完整充放電的次數(shù),是可由實(shí)際放電容量與設(shè)計容量來估計。每當(dāng)累積的放電容量等于設(shè)計容量時,則循環(huán)次數(shù)一次。通常在500次充放電循環(huán)后,完全充電的電池容量約會下降10% ~ 20%。

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▲圖三:循環(huán)次數(shù)與電池容量的關(guān)系

1.8 自放電 (Self-Discharge)

所有電池的自放電都會隨著溫度上升而增加。自放電基本上不是制造上的瑕疵,而是電池本身特性。然而制造過程中不當(dāng)?shù)奶幚硪矔斐勺苑烹姷脑黾印Mǔk姵販囟让吭黾?0°C,自放電率即倍增。鋰離子電池每個月自放電量約為12%,而各類鎳系電池則為每月1015%自放電量。

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▲圖四:鋰電池自放電率在不同溫度下的表現(xiàn)

02電池電量計簡介

2.1 電量計功能簡介

電池管理可視為是電源管理的一部分。電池管理中,電量計是負(fù)責(zé)估計電池容量。其基本功能為監(jiān)測電壓,充電/放電電流和電池溫度,并估計電池荷電狀態(tài)(SOC)及電池的完全充電容量(FCC)。有兩種典型估計電池荷電狀態(tài)的方法:開路電壓法(OCV)和庫侖計量法。另一種方法是由RICHTEK所設(shè)計的動態(tài)電壓算法

2.2 開路電壓法

用開路電壓法的電量計,其實(shí)現(xiàn)方法較容易,可借著開路電壓對應(yīng)荷電狀態(tài)查表而得到。開路電壓的假設(shè)條件是電池休息約超過30分鐘時的電池端電壓。

不同的負(fù)載,溫度,及電池老化情況下,電池電壓曲線也會有所不同。所以一個固定的開路電壓表無法完全代表荷電狀態(tài);不能單靠查表來估計荷電狀態(tài)。換言之,荷電狀態(tài)若只靠查表來估計,誤差將會很大。

下圖顯示同樣的電池電壓分別在充放電之下,透過開路電壓法所查得的荷電狀態(tài)差異很大。

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▲圖五:充、放電情況下的電池電壓

下圖可知,放電時不同負(fù)載之下,荷電狀態(tài)的差異也是很大。所以基本上,開路電壓法只適合對荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性要求低的系統(tǒng),像汽車使用鉛酸電池或不間斷電源等。

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▲圖六:放電時不同負(fù)載之下的電池電壓

2.3 庫侖計量法

庫侖計量法的操作原理是在電池的充電/放電路徑上的連接一個檢測電阻。ADC量測在檢測電阻上的電壓,轉(zhuǎn)換成電池正在充電或放電的電流值。實(shí)時計數(shù)器(RTC)則提供把該電流值對時間作積分,從而得知流過多少庫倫。

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▲圖七:庫倫計量法基本工作方式

庫侖計量法可精確計算出充電或放電過程中實(shí)時的荷電狀態(tài)。藉由充電庫侖計數(shù)器和放電庫侖計數(shù)器,它可計算剩余電容量 (RM)及完全充電容量(FCC)。同時也可用剩余電容量(RM) 及完全充電容量 (FCC) 來計算出荷電狀態(tài),即 (SOC = RM / FCC)。此外,它還可預(yù)估剩余時間,如電力耗竭(TTE)和電力充滿(TTF)。

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▲圖八:庫倫計量法的計算公式

主要有兩個因素造成庫倫計量法準(zhǔn)確度偏差。第一是電流感測及ADC量測中偏移誤差的累積。雖然以目前的技術(shù)此量測的誤差還算小,但若沒有消除它的好方法,則此誤差會隨時間增加而增加。下圖顯示了在實(shí)際應(yīng)用中,如果時間持續(xù)中的未有任何的修正,則累積的誤差是無上限的。

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▲圖九:庫倫計量法的累積誤差

為消除累積誤差,在正常的電池操作中有三個可能可使用的時間點(diǎn):充電結(jié)束(EOC),放電結(jié)束(EOD)和休息(Relax)。充電結(jié)束條件達(dá)到表示電池已充滿電且荷電狀態(tài)(SOC)應(yīng)為100%。放電結(jié)束條件則表示電池已完全放電,且荷電狀態(tài)(SOC)應(yīng)該為0%;它可以是一個絕對的電壓值或者是隨負(fù)載而改變。達(dá)到休息狀態(tài)時,則是電池旣沒有充電也沒有放電,而且保持這種狀態(tài)很長一段時間。若使用者想用電池休息狀態(tài)來作庫侖計量法的誤差修正,則此時必須搭配開路電壓表。下圖顯示了在上述狀態(tài)下的荷電狀態(tài)誤差是可以被修正的。

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▲圖十:消除庫侖計量法累積誤差的條件

造成庫倫計量法準(zhǔn)確度偏差的第二主要因素是完全充電容量(FCC)誤差,它是由電池設(shè)計容量的值和電池真正的完全充電容量的差異。完全充電容量(FCC) 會受到溫度,老化,負(fù)載等因素影響。所以,完全充電容量的再學(xué)習(xí)和補(bǔ)償方法對庫侖計量法是非常關(guān)鍵重要的。下圖顯示了當(dāng)完全充電容量被高估和被低估時,荷電狀態(tài)誤差的趨勢現(xiàn)象。

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▲圖十一:完全充電容量被高估和被低估時,誤差的趨勢

2.4 動態(tài)電壓算法電量計

動態(tài)電壓算法電量計僅根據(jù)電池電壓即可計算鋰電池的荷電狀態(tài)。此法是根據(jù)電池電壓和電池的開路電壓之間的差值,來估計荷電狀態(tài)的遞增量或遞減量。動態(tài)電壓的信息可以有效地仿真鋰電池的行為,進(jìn)而決定荷電狀態(tài)SOC(%),但此方法并不能估計電池容量值(mAh)。

它的計算方式是根據(jù)電池電壓和開路電壓之間的動態(tài)差異,借著使用迭代算法來計算每次增加或減少的荷電狀態(tài),以估計荷電狀態(tài)。相較于庫侖計量法電量計的解決方案,動態(tài)電壓算法電量計不會隨時間和電流累積誤差。庫侖計量法電量計通常會因?yàn)殡娏鞲袦y誤差及電池自放電而造成荷電狀態(tài)估計不準(zhǔn)。即使電流感測誤差非常小,庫侖計數(shù)器卻會持續(xù)累積誤差,而所累積的誤差只有在完全充電或完全放電才能消除。

動態(tài)電壓算法電量計僅由電壓信息來估計電池的荷電狀態(tài);因?yàn)樗皇怯呻姵氐碾娏餍畔砉烙嫞圆粫鄯e誤差。若要提高荷電狀態(tài)的精確度,動態(tài)電壓算法需要用實(shí)際的裝置,根據(jù)它在完全充電和完全放電的情況下,由實(shí)際的電池電壓曲線來調(diào)整出一優(yōu)化的算法的參數(shù)。

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▲圖十二:動態(tài)電壓算法電量計和增益優(yōu)化的表現(xiàn)

下面是動態(tài)電壓算法在不同放電速率條件下,荷電狀態(tài)的表現(xiàn)。由圖可知,它的荷電狀態(tài)精確度良好。不論是在C/2,C/4,C/7和C/10等的放電條件下,此法整體的荷電狀態(tài)誤差都小于3%。

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▲圖十三:不同的放電速率條件下,動態(tài)電壓算法的荷電狀態(tài)的表現(xiàn)

下圖顯示在電池短充短放情況下,荷電狀態(tài)的表現(xiàn)。荷電狀態(tài)誤差仍然很小,且最大誤差僅有3%。

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▲圖十四:在電池短充短放的情況,動態(tài)電壓算法的荷電狀態(tài)的表現(xiàn)

相較于庫侖計量法電量計通常會因?yàn)殡娏鞲袦y誤差及電池自放電而造成荷電狀態(tài)的不準(zhǔn)的情形,動態(tài)電壓算法它不會隨時間和電流累積誤差,這是一個大優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)闆]有充/放電電流的信息,動態(tài)電壓算法在短期精確度上較差,且反應(yīng)時間較慢。此外,它也無法估計完全充電容量。然而,它在長期精確度上卻表現(xiàn)良好,因?yàn)殡姵仉妷鹤罱K會直接反應(yīng)它的荷電狀態(tài)。

審核編輯:湯梓紅

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原文標(biāo)題:鋰電池充放電理論及電量計算法設(shè)計

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