一、不一致性分析

1、不一致性的含義

鋰離子電池組的不一致性就是指同一規(guī)格型號的單體電池組成電池組后，其電壓、容量、內(nèi)阻、壽命、溫度影響、自放電率等參數(shù)存在一定的差別。

單體電池在制造出來后，初始性能本身存在一定差異。隨著電池的使用，這些性能差異不斷累積，同時由于各單體電池在電池組內(nèi)的使用環(huán)境不完全相同，也導(dǎo)致了單體電池的不一致性逐步放大，從而加速電池性能衰減，并最終引發(fā)電池組過早失效。

2、不一致性的表現(xiàn)

鋰離子電池不一致性重要表現(xiàn)在兩個方面：電池單體性能參數(shù)(電池容量、內(nèi)阻和自放電率等)的差異和電池荷電狀態(tài)(SOC)的差異。

電池單體之間容量的差異分布接近威爾分布，而內(nèi)阻的離散程度較容量更為顯著，且同批次電池的內(nèi)阻一般滿足正態(tài)分布的規(guī)律，自放電率也呈現(xiàn)近似正態(tài)分布。SOC表征著電池的荷電狀態(tài)，是電池剩余容量與額定容量的比值，解競等認(rèn)為由于電池的不一致性，電池的容量衰減速率不同，導(dǎo)致電池間的最大可用容量存在差異。容量小的電池的SOC變化速率比容量大的電池快，充放電時更快達(dá)到截止電壓。

3、不一致性的成因

鋰離子電池出現(xiàn)不一致性問題的原因很多，重要是在制造過程和使用過程中出現(xiàn)的。制造過程的每個環(huán)節(jié)例如配料時漿料的均勻度、涂布時面密度及表面張力的控制等都會造成單體電池性能的差異。

鋰離子電池生產(chǎn)制造工藝對電池一致性的影響，水性粘結(jié)劑體系的鋰離子電池生產(chǎn)制片工藝對電池一致性的影響。在電池的使用過程中，連接方式和結(jié)構(gòu)件/器件、使用工況和環(huán)境都會給電池組一致性帶來影響。因為每個連接點所消耗的能量不一致，每個元器件或結(jié)構(gòu)件的性能以及老化速率等也都不一致，因此對電池的影響也不一致。另外，由于電池中每個單體電池所處位置不同，溫度不同，性能衰減也不同，這些都會使單體電池的不一致得到放大。