第五章電動(dòng)汽車(chē)ppt課件

1、目錄 第2章 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池根本知識(shí) 第3章 鉛酸動(dòng)力電池及其運(yùn)用 第4章 堿性動(dòng)力電池及其運(yùn)用 第5章 鋰離子動(dòng)力電池及其運(yùn)用 第6章 用于電動(dòng)汽車(chē)的其他動(dòng)力源 第7章 電動(dòng)汽車(chē)電源管理系統(tǒng) 第1章 電動(dòng)汽車(chē)與動(dòng)力電池開(kāi)展歷程.【引入】自20世紀(jì)90年代鋰離子電池面世以來(lái)，就以其能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)成為動(dòng)力電池運(yùn)用領(lǐng)域研討的熱點(diǎn)。近年來(lái)，鋰離子電池曾經(jīng)成為電動(dòng)車(chē)輛用動(dòng)力電池的主體。 本章將重點(diǎn)引見(jiàn)鋰離子電池的任務(wù)原理、正負(fù)極資料、失效機(jī)理、充放電特性及其相關(guān)的熱特性、平安性等。.本章學(xué)習(xí)目的1.掌握鋰離子動(dòng)力電池的儲(chǔ)能原理與構(gòu)造2.掌握鋰離子動(dòng)力電池的性能及檢

2、測(cè)3.了解鋰離子動(dòng)力電池的運(yùn)用.第5章鋰離子動(dòng)力電池及其運(yùn)用1.鋰離子動(dòng)力電池的儲(chǔ)能原理與構(gòu)造2.鋰離子動(dòng)力電池的性能及檢測(cè)3.鋰離子動(dòng)力電池的運(yùn)用.1.鋰離子動(dòng)力電池的儲(chǔ)能原理與構(gòu)造學(xué)習(xí)目的鋰離子動(dòng)力電池的任務(wù)原理2鋰離子電池正極資料3鋰離子電池負(fù)極資料4鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)5鋰離子動(dòng)力電池的類(lèi)型1.鋰離子動(dòng)力電池的類(lèi)型根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)資料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池(Lithium Ion Battery，LIB)和聚合物鋰離子電池(Polymer Lithium Ion Battery，LIP)兩大類(lèi)。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)不同，液態(tài)鋰離子電池運(yùn)用的是液體電解質(zhì)，而聚合物

3、鋰離子電池那么以聚合物電解質(zhì)來(lái)替代。不論是液態(tài)鋰離子電池還是聚合物鋰離子電池，它們所用的正負(fù)極資料都是一樣的，任務(wù)原理也根本一致。.鋰離子動(dòng)力電池的任務(wù)原理鋰離子電池在原理上實(shí)踐是一種鋰離子濃差電池，正、負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成，正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負(fù)極采用鋰碳層間化合物L(fēng)iC6，電解質(zhì)為L(zhǎng)iPF6和LiAsF6等有機(jī)溶液。經(jīng)過(guò)Li+在正負(fù)電極間的往返嵌入和脫嵌構(gòu)成電池的充電和放電過(guò)程。充電時(shí)，Li+從正極脫嵌經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌人負(fù)極，負(fù)極處于富鋰態(tài)，正極處于貧鋰態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路供應(yīng)到碳負(fù)極，堅(jiān)持負(fù)極的電平衡。放電時(shí)那么相反，Li+

4、從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到正極，正極處于富鋰態(tài)，負(fù)極處于貧鋰態(tài)。正常充放電情況下，鋰離子在層狀構(gòu)造的碳資料和層狀構(gòu)造氧化物的層間嵌入和脫出，普通只引起層面間距的變化，不破壞晶體構(gòu)造；在放電過(guò)程中，負(fù)極資料的化學(xué)構(gòu)造根本不變。因此，從充放電的可逆性看，鋰離子電池反響是一種理想的可逆反響。.正極反響式： 負(fù)極反響式： 電池反響式：式中 MCo、Ni、W、Mn等金屬元素。.圖5-1鈷酸鋰離子電池任務(wù)原理.鋰離子電池正極資料鋰離子二次電池正極資料是具有能使鋰離子較為容易地嵌入和脫出，并能同時(shí)堅(jiān)持構(gòu)造穩(wěn)定的一類(lèi)化合物嵌入式化合物。被用來(lái)作為電極資料的嵌入式化合物均為過(guò)渡金屬氧化物。充放電循環(huán)過(guò)程中，鋰

5、離子會(huì)在金屬氧化物的電極上進(jìn)展反復(fù)的嵌入和脫出反響，因此，金屬氧化物構(gòu)造內(nèi)氧的陳列和其穩(wěn)定性是電極資料的一個(gè)重要目的。.作為嵌入式電極資料的金屬氧化物，依其空間構(gòu)造的不同主要可分為以下三種類(lèi)型。1.層狀化合物L(fēng)iCoO2 LiNiO22.尖晶石型構(gòu)造LiMn2O43.橄欖石型構(gòu)造LiFePO4.LiCoO2具有放電電壓高、性能穩(wěn)定、易于合成等優(yōu)點(diǎn)。但鈷資源稀少，價(jià)錢(qián)較高，并且有毒，污染環(huán)境。目前主要運(yùn)用在手機(jī)、筆記本等中小容量消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中。圖5-2層狀LiCoO2的構(gòu)造表示圖鎳與鈷的性質(zhì)非常相近，而價(jià)錢(qián)卻比鈷低很多，井且對(duì)環(huán)境污染較小。.Mn元素含量豐富，價(jià)錢(qián)廉價(jià)，毒性遠(yuǎn)小于過(guò)渡金屬Co、

6、Ni等。主要缺陷是電極的循環(huán)容量容易迅速衰減，緣由主要有：圖5-3尖晶石型構(gòu)造與層狀構(gòu)造對(duì)比表示圖LiMn2O4的正八面體空隙發(fā)生變化產(chǎn)生四方畸變LiMn204中的錳易溶解于電解液中而呵斥流失電極極化引起內(nèi)阻增大.LiFePO4中的強(qiáng)共價(jià)鍵作用使其在充放電過(guò)程中能堅(jiān)持晶體構(gòu)造的高度穩(wěn)定性，因此具有比其他正極資料更高的平安性能和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。另外LiFePO4有原資料來(lái)源廣泛、價(jià)錢(qián)低廉、無(wú)環(huán)境污染、比容量高等優(yōu)點(diǎn)。圖5-5橄欖石型LiFePO4的構(gòu)造表示圖.鋰離子電池負(fù)極資料負(fù)極資料是決議鋰離子電池綜合性能優(yōu)劣的關(guān)鍵要素之一，比容量高、容量衰減率小、平安性能好是對(duì)負(fù)極資料的根本要求。圖5-6鋰

7、離子電池的負(fù)極資料.石墨是鋰離子電池碳資料中運(yùn)用最早、研討最多的一種，其具有完好的層狀晶體構(gòu)造。石墨的層狀構(gòu)造，有利于鋰離子的脫嵌，能與鋰構(gòu)成鋰一石墨層間化合物，其實(shí)際最大放電容量為372mAhg，充放電效率通常在90以上。鋰在石墨中的脫嵌反響主要發(fā)生在00 .25V之間(相對(duì)于Li+/Li)，具有良好的充放電電壓平臺(tái)，與提供鋰源的正極資料匹配性較好，所組成的電池平均輸出電壓高，是一種性能較好的鋰離子電池負(fù)極資料。.氧化物是當(dāng)前人們研討的另一種負(fù)極資料體系，包括金屬氧化物、金屬基復(fù)合氧化物和其他氧化物。前兩者雖具有較高實(shí)際比容量，但因從氧化物中置換金屬單質(zhì)耗費(fèi)了大量鋰而導(dǎo)致宏大容量損失，抵消了

8、高容量的優(yōu)點(diǎn)；Li4Ti5O12具有尖晶石構(gòu)造，充放電曲線平坦，放電容量為150mAhg，具有非常好的耐過(guò)充、過(guò)放特征，充放電過(guò)程中晶體構(gòu)造幾乎無(wú)變化(零應(yīng)變資料)，循環(huán)壽命長(zhǎng)，充放電效率近100，目前在儲(chǔ)能型鋰離子電池中有所運(yùn)用。.金屬鋰是最先采用的負(fù)極資料，實(shí)際比容量為3860mAhg。20世紀(jì)70年代中期，金屬鋰在商業(yè)化電池中得到運(yùn)用。但因充電時(shí)，負(fù)極外表會(huì)構(gòu)成枝晶，導(dǎo)致電池短路，于是人們開(kāi)場(chǎng)尋覓一種能替代金屬鋰的負(fù)極資料。金屬合金最大的優(yōu)勢(shì)就是可以構(gòu)成含鋰很高的鋰合金，具有很高的比容量，相比碳資料，合金較大的密度使得其實(shí)際體積比容量也較大。同時(shí)，合金資料由于加工性能好、導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn)，

9、被以為是極有開(kāi)展?jié)摿Φ囊环N負(fù)極資料。.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)1)任務(wù)電壓高。鈷酸鋰3.6V，錳酸鋰3 .7V，磷酸鐵鋰3.2V。2)比能量高。實(shí)際比能量可達(dá)200Whkg以上，實(shí)踐運(yùn)用中也可達(dá)140Wh/kg。3)循環(huán)壽命長(zhǎng)。深度放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次以上；低放電深度循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬(wàn)次。4)自放電小。月自放電率僅為總?cè)萘? 95)無(wú)記憶效應(yīng)。6)環(huán)保性高。不包含汞、鉛、鎘等有害元素，是真正意義上的綠色電池。.2.鋰離子動(dòng)力電池的性能及檢測(cè)學(xué)習(xí)目的鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試2典型測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)介3Click to add Title4Click to add Title5鋰離子動(dòng)力電池的性能1.鋰離子動(dòng)

10、力電池的性能1.充放電特性鋰離子電池充電從平安、可靠及兼顧充電效率等方面思索，通常采用兩段式充電方法。第一階段為恒流限壓，第二階段為恒壓限流。鋰離子電池充電的最高限壓值根據(jù)正極資料不同而有一定的差別。鋰離子電池根本充放電電壓曲線如圖5-7所示。圖中曲線采用的充放電電流均為0.3C。圖5-7鋰離子電池根本充放電電壓曲線.鋰離子電池放電在中前期電壓穩(wěn)定，下降緩慢，但在放電后期電壓下降迅速。在此階段必需進(jìn)展有效控制，防止電池過(guò)放電，防止對(duì)電池呵斥不可逆性損害。對(duì)于不同的鋰離子電池，區(qū)別主要有兩點(diǎn)：第一階段恒流值，根據(jù)電池正極資料和制造工藝不同，最正確值存在一定的差別。普通采用電流范圍為0.20.3C

11、。不同鋰離子電池在恒流時(shí)間上存在很大的差別，恒流可充入容量占總體容量的比例也存在很大差別。.(1)充電特性的影響要素 1)充電電流對(duì)充電特性的影響。額定容量100Ah，SOC=40，恒溫20不同充電率充電，參數(shù)結(jié)果:電流/A恒流時(shí)間/s充入容量/Ah充入能量W/h充入30Ah時(shí)間/s充入30Ah電流/A20/(0.2C)390021.6790.85576314.2430/(0.3C)242020.1784.93475415.5340/(0.4C)7298.1134.482452813.8750/(0.5C)7009.841.68394014.9460/(0.6C)2373.9716.96321

12、216.1680/(0.8C)320.743.133312914.15圖5-8 鋰離子電池充電曲線.在實(shí)踐電池組運(yùn)用中，可以以鋰離子電池允許的最大充電電流充電，到達(dá)限壓后，進(jìn)展恒壓充電，這樣在減少充電時(shí)間的根底上，也保證了充電的平安性。對(duì)充電過(guò)程進(jìn)展綜合思索，由于充電電流與內(nèi)阻能耗成平方關(guān)系，是影響內(nèi)阻能耗的主要要素，所以充電電流大的內(nèi)阻能耗大。在實(shí)踐電池運(yùn)用中，應(yīng)綜合思索充電時(shí)間和效率，選擇適中的充電電流。.2)放電深度對(duì)充電特性的影響。恒溫20，額定容量100Ah，不同SOC，0.3C恒流限壓充電結(jié)果：放 電充電等容量充入能量/Wh充電時(shí)間/min恒流時(shí)間/min恒流充電容量/Ah單位容量

13、平均充電時(shí)間/min等容量充電放電效率容量/Ah能量/Wh容量/Ah能量/Wh1032.8513.3257.4043.105831.55.80.7622065.1222.7898.3286.3211963.05.950.7543095.8630.91133.10129.20151126.05.030.74240122.0340.12169.60164.98171189.04.280.74050159.0750.32220.52214.472183417.04.360.74260188.3360.08263.39260.992524522.54.200.72280249.7680.35344.4

14、342.903187235.673.980.728圖5-9 鋰離子20，0.3C恒流鋰離子電池充電曲線表5-2不同放電深度充電實(shí)驗(yàn)參數(shù).結(jié)論：隨放電深度添加，充電所需時(shí)間添加，但平均每單位容量所需的充電時(shí)間減少，即充電時(shí)間的添加同放電深度不成正比添加。隨放電深度添加，恒流充電時(shí)間所占總充電時(shí)間比例添加，恒流充電容量占所需充人容量的比重添加。隨放電深度添加，等安時(shí)充放電效率有所降低，但降低幅度不大。.3)充電溫度對(duì)充電特性的影響不同環(huán)境溫度，額定容量200Ah，恒流限壓充電，充電電流下限為1A的充電結(jié)果：隨環(huán)境溫度降低，電池的可充入容量明顯降低，而充電時(shí)間明顯添加。.(2)放電特性影響要素在放電

15、特性方面，主要討論不同環(huán)境溫度下，不同放電率對(duì)鋰離子電池放電特性的影響。額定容量200Ah，環(huán)境溫度20，將電池充溢電，分別在-20，0，20下放電，結(jié)果如下：.在同一溫度，同樣的放電終止電壓下，不同的放電終了電流，可放出的容量和能量有一定的差別。電流越小，可放出容量越多.2.平安性鋰離子電池在熱沖擊、過(guò)充、過(guò)放和短路等濫用情況下，其內(nèi)部的活性物及電解液等組分間將發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反響，產(chǎn)生大量的熱量與氣體，使得電池內(nèi)部壓力一定程度能夠?qū)е码姵刂穑踔帘ā?提高鋰離子電池平安性的措施：1)運(yùn)用平安型鋰離子電池電解質(zhì)。采用阻燃電解液。運(yùn)用固體電解質(zhì)，替代有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)。2提高電極資料熱穩(wěn)定性。

16、負(fù)極資料的外表包覆，如在石墨外表包覆無(wú)定形碳或金屬層；在電解液中添加成膜添加劑，在電極資料外表構(gòu)成穩(wěn)定性較高的SEI膜，有利于獲得更好的熱穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)體相摻雜、外表處置等手段提高正極資料熱穩(wěn)定性。.3.熱特性(1)生熱機(jī)制鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量主要由四部分組成：反響熱Qr、極化熱Qp、焦耳熱QJ和分解熱Qs。反響熱Qr ：充電時(shí)為負(fù)值，在放電時(shí)為正值極化熱Qp ：在充放電的時(shí)候都為正值焦耳熱QJ ：由內(nèi)阻產(chǎn)生，充放電過(guò)程中都為正值分解熱Qs ：自放電導(dǎo)致電極的分解而產(chǎn)生的熱量，在充放電的時(shí)候都很小，因此可以忽略不計(jì).(2)放電時(shí)溫升特性為常溫下以0.3C倍率電流充溢電，再在常溫下分別以0 .

17、3C、0.5C和1C倍率放電時(shí)，某磷酸鐵鋰鋰離子電池正極耳處的溫升曲線如以下圖所示，放電截止電壓為2.5V。不同放電倍率正極柱處的溫升曲線電池放電電流越大時(shí)，正極耳處的溫度上升越快，并且溫度極值越高。這闡明放電電流越大時(shí)，損耗的熱能就越多，降低了放電效率。0.3C與1C倍率放電峰值溫度相差18.9，在環(huán)境溫度不變并且采用沒(méi)有散熱措施的情況下，要減小溫度升高的幅度，必需減少放電電流。因此，假設(shè)在環(huán)境溫度較高，并且電池大功率放電的情況下，必需采用散熱措施，以防止平安問(wèn)題。.(3)充電溫升特性在常溫下以O(shè).3C倍率電流放電終了后，再在常溫下分別以0.3C、0.5C和lC倍率恒流和3.8V恒壓采用恒流

18、限壓方式充電時(shí)，某磷酸鐵鋰鋰離子電池的正極耳處的溫升曲線。不同充電倍率正極柱處的溫升曲線恒流充電開(kāi)場(chǎng)階段，內(nèi)阻較大，從而生熱速率較大，溫升較快。隨后恒流充電后期溫升速率放緩，這主要是由于溫度和SOC值上升后，電池內(nèi)阻值減小，從而生熱速率減小，溫升放緩。等到恒流充電終了時(shí)辰，電池正極柱溫度到達(dá)峰值。充電倍率越大，電池溫度上升越快，并且溫度峰值也越大。.(4)溫度對(duì)鋰離子電池運(yùn)用性能的影響1)溫度對(duì)可用容量比率的影響。正常運(yùn)用溫度范圍內(nèi)，鋰離子電池溫度越高，任務(wù)電壓平臺(tái)越高，電池的可用容量越多。但是長(zhǎng)期在高溫下任務(wù)會(huì)呵斥鋰離子電池的容量迅速下降從而影響電池的運(yùn)用壽命，并極有能夠呵斥電池?zé)崾Э亍?)

19、溫度對(duì)電池內(nèi)阻的影響。直流內(nèi)阻是表征動(dòng)力電池性能和壽命形狀的重要目的。電池內(nèi)阻較小，在許多工況經(jīng)常忽略不計(jì)，但動(dòng)力電池處于電流大、深放電任務(wù)形狀，內(nèi)阻引起的壓降較大，此時(shí)內(nèi)阻的影響不能忽略。.從磷酸鐵鋰鋰離子電池充放電直流內(nèi)阻變化曲線圖，可看出低溫形狀下整個(gè)放電過(guò)程中直流內(nèi)阻變化量明顯，而高溫形狀下變化量那么小得多。但是，放電和充電直流內(nèi)阻變化的趨勢(shì)是一樣的，均隨溫度的升高而降低，隨SOC的增大而減小。不同溫度和SOC下的放電內(nèi)阻圖不同溫度和SOC的充電內(nèi)阻圖.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試1.鋰離子動(dòng)力電池平安性測(cè)試評(píng)價(jià)主要包括過(guò)充、過(guò)放、外部短路、強(qiáng)迫放電等電測(cè)試，落體沖擊、針刺、振動(dòng)、擠壓、加

20、速等機(jī)械測(cè)試，著火、沙浴、油浴、熱沖擊等熱測(cè)試，降壓、高度、浸泡、耐菌性等環(huán)境測(cè)試。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試規(guī)范充電方法電池在205條件下以1I3A電流恒流充電，至電池電壓到達(dá)4.2V時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.1I3時(shí)停頓充電。過(guò)放電實(shí)驗(yàn)電池在205條件下以1I3A電流恒流充電，至電池電壓到達(dá)4.2V時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.1I3時(shí)停頓充電。靜置1h，在205條件下以1I3A電流恒流放電，至電池電壓到達(dá)0V時(shí)，電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試過(guò)充電實(shí)驗(yàn)電池按上述方法放電后，可按以下兩種充電方式進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。以3I3A電流充電，至蓄電池電壓到達(dá)5 V或充電時(shí)間

21、到達(dá)90分鐘任何一個(gè)條件先到達(dá)即可停頓充電以9I3A電流充電，至蓄電池電壓到達(dá)10 V或充電時(shí)間到達(dá)90分鐘任何一個(gè)條件先到達(dá)即可停充，電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試短路實(shí)驗(yàn)電池按上述方式充電后，將電池經(jīng)外部短路10分鐘，外部線路電阻應(yīng)小于5m。電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸跌落實(shí)驗(yàn)電池按上述方法充電后，電池在205條件下，從1.5m高度處自在落到厚度為20mm的硬木板上，電池每個(gè)面進(jìn)展一次，電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸加熱實(shí)驗(yàn)電池按上述方法充電后，將其置于855的恒溫箱內(nèi)，并堅(jiān)持120min，電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試擠壓實(shí)驗(yàn)電池按上述方法充

22、電后，按以下條件進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸。擠壓方向：垂直于電池電極板方向施壓；擠壓頭的面積：不小于20cm2；擠壓程度：直至電池殼體破裂或內(nèi)部短路，電池電壓降為0V。針刺實(shí)驗(yàn)電池按上述方法充電后，用38mm耐高溫鋼針，以1040mm/s的速度，從垂直于電池極板的方向貫穿，并停留在電池中，電池應(yīng)不漏液、不起火和不爆炸。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試2.鋰離子動(dòng)力電池電化學(xué)性能測(cè)試評(píng)價(jià)主要包括容量、內(nèi)阻、電壓、自放電、存儲(chǔ)性能、高低溫性能、循環(huán)性、充放電性能等。1容量影響要素：溫度、充放電電流、終止電壓、充放電設(shè)備的精度等。常溫測(cè)試：電池在205的溫度下以1C電流放電到終止電壓所獲得的容

23、量。高溫測(cè)試：電池在555的溫度下以1C電流放電到終止電壓所獲得的容量。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試2內(nèi)阻影響要素：電池構(gòu)造、原資料、電解質(zhì)溶液含量、荷電形狀等。交流法測(cè)內(nèi)阻：經(jīng)過(guò)交流內(nèi)阻測(cè)試儀器進(jìn)展丈量。動(dòng)態(tài)法測(cè)內(nèi)阻：經(jīng)過(guò)脈沖實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)試。3平臺(tái)電壓、平臺(tái)容量影響要素：原資料性能、電池內(nèi)阻等。平臺(tái)電壓：電池放電過(guò)程中電壓變化最慢的一段時(shí)間鋰電池的電壓。平臺(tái)電壓決議了電池運(yùn)用中的有效容量大小。平臺(tái)容量：電池放電至平臺(tái)電壓時(shí)的放電容量。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試4倍率性能不同電流值下充放電才干評(píng)價(jià)測(cè)試鋰電池在不同電流值下的充電容量和放電容量，可以了解鋰電池的倍率性能。假設(shè)純電動(dòng)車(chē)用動(dòng)力電池在運(yùn)用

24、過(guò)程中普通為0.3C倍率放電時(shí)可以循環(huán)500次，那么在0.5C倍率或更高倍率下放電能夠直接影響電池的運(yùn)用壽命。5循環(huán)壽命影響要素：電極資料、電解質(zhì)溶液、隔膜及制造工藝，電池運(yùn)用過(guò)程中的溫度、充放電倍率、充放電制度、維護(hù)電路的耗電量、負(fù)載的耗電量等。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試6擱置性能影響要素：電池制造工藝、資料及存儲(chǔ)條件等。衡量目的：荷電堅(jiān)持才干自放電率、容量恢復(fù)才干。測(cè)試方法：電池充溢電后擱置28天，檢測(cè)電池自放電情況和容量恢復(fù)情況。.鋰離子動(dòng)力電池的分析測(cè)試3.電池成組測(cè)試類(lèi)似于單體電池的檢測(cè)參數(shù)，電池成組和模塊化運(yùn)用中的主要參數(shù)依然包括電壓、內(nèi)阻、容量、循環(huán)壽命等，不同的是測(cè)試時(shí)需求大電

25、流高電壓的測(cè)試設(shè)備，檢測(cè)內(nèi)容和檢測(cè)目的也有所不同，主要檢測(cè)電池模塊的動(dòng)態(tài)容量、功率密度、電壓一致性、內(nèi)阻一致性、倍率充放電性能、循環(huán)壽命、擱置和存儲(chǔ)性能等。.典型測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)介1.設(shè)備概略XP-EVBT400-150 型動(dòng)力電池測(cè)試系統(tǒng)具有測(cè)試精度高、采樣速度高、動(dòng)態(tài)呼應(yīng)快、輸出紋波小等特點(diǎn)。設(shè)備構(gòu)造設(shè)計(jì)緊湊，可靠性高，平安性好。該設(shè)備由電源柜和采樣柜兩部分組成。.電源柜內(nèi)部由前端單元模塊AFE單元、后端單元模塊IVC單元兩個(gè)中心部件和控制電路組成。前端和后端模塊運(yùn)用共直流母線技術(shù)減少設(shè)備的EMI干擾，提高了測(cè)控精度，節(jié)約了設(shè)備所占用的空間，節(jié)省了電能，防止了設(shè)備的反復(fù)性投入。采樣柜主要由溫度采

26、集模塊、電壓采集模塊等組成，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池電壓、電流、溫度等各種參數(shù)測(cè)采集功能。.設(shè)備充分思索了各種運(yùn)用場(chǎng)所的需求，在平安上具有反接維護(hù)、漏電維護(hù)、短路維護(hù)、過(guò)壓維護(hù)、過(guò)流維護(hù)、欠壓維護(hù)、自動(dòng)負(fù)載銜接和斷開(kāi)、緊急情況下切斷開(kāi)關(guān)等多重防護(hù)。設(shè)備外接啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、缺點(diǎn)、急停等操作手柄和按鈕，硬件操作簡(jiǎn)一方便。配套的測(cè)試軟件界面友好，可實(shí)時(shí)查看電池?cái)?shù)據(jù)的細(xì)微變化，準(zhǔn)確捕捉電壓、電流的變化細(xì)節(jié)，多樣的工步設(shè)置方案可滿(mǎn)足復(fù)雜工步設(shè)置需求，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處置、報(bào)表輸出、曲線數(shù)據(jù)分析等功能。.2.設(shè)備功能1BMS功能測(cè)試及校驗(yàn)；2模擬工況測(cè)試；3倍率性能測(cè)試；4溫度分布測(cè)試；5汽車(chē)系統(tǒng)性能測(cè)試；6電電混合測(cè)試用

27、于多能源混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。.3.設(shè)備內(nèi)部模塊闡明設(shè)備的電源柜內(nèi)部包括AFE與軟啟動(dòng)、IVC、控制單元、380V接入及指示燈等部件。采樣柜主要由電壓采集板、溫度采集板、電源模塊、負(fù)載接入、中間控制板和以太網(wǎng)接口等部件組成。.3.鋰離子動(dòng)力電池的運(yùn)用學(xué)習(xí)目的鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)上的運(yùn)用實(shí)例2鋰離子電池的失效機(jī)理3鋰離子動(dòng)力電池的運(yùn)用1.鋰離子動(dòng)力電池的運(yùn)用(1)在便攜式電器方面的運(yùn)用目前挪動(dòng)、筆記本電腦、微型攝像機(jī)等需求便攜式電源的用電器曾經(jīng)成為人們生活中不可短少的一部分在其電源方面，無(wú)一例外地選擇鋰離子電池作為市場(chǎng)的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球手機(jī)產(chǎn)量每年近10億部，全球每年消費(fèi)筆記本電腦約14億臺(tái)，構(gòu)成了龐

28、大的鋰離子電池運(yùn)用市場(chǎng)在此領(lǐng)域，鈷酸鋰、錳酸鋰鋰離子電池占有主導(dǎo)位置。.(2)在交通行業(yè)的運(yùn)用在電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)方面，鋰離子動(dòng)力電池曾經(jīng)成為主流。在國(guó)內(nèi)眾多汽車(chē)研制和消費(fèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)半數(shù)以上車(chē)型采用了鋰離子電池，并有逐漸擴(kuò)展的趨勢(shì)。國(guó)際上，曾經(jīng)宣布進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售的純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)，如日產(chǎn)公司的LEAF、三菱公司的i-MIEV以及通用公司的VOLT均采用了鋰離子電池系統(tǒng)。.(3)在軍事配備及航空航天事業(yè)中的運(yùn)用在軍事配備中，鋰離子電池主要用做動(dòng)力起動(dòng)電源、無(wú)線通訊電臺(tái)電源、微型無(wú)人駕駛偵查飛機(jī)動(dòng)力電源等，此外，諸如激光瞄準(zhǔn)器、夜視器、飛行員救生電臺(tái)電源、船示位標(biāo)電源等如今也普遍采用

29、鋰離子電池。在航天領(lǐng)域，鋰離子電池曾經(jīng)用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通訊衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動(dòng)力。.(4)其他鋰離子電池運(yùn)用由于本身的構(gòu)造特點(diǎn)和特殊的任務(wù)原理，決議了其原資料豐富、環(huán)保、比容量高、循環(huán)性能和平安性能好等特點(diǎn)，在醫(yī)療行業(yè)(例如，助聽(tīng)器、心臟起搏器等)、石化行業(yè)(例如，采油動(dòng)力負(fù)荷調(diào)整)、電力行業(yè)(例如，儲(chǔ)能電源)等均具有寬廣的運(yùn)用前景。其在追求能源綠色化的今天，具有更加重要的意義。.鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)上的運(yùn)用實(shí)例1.日產(chǎn)LEAF日產(chǎn)汽車(chē)公司2021年8月發(fā)布量產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)leaf車(chē)型，截至2021年9月底為止，Leaf全球累計(jì)銷(xiāo)售量達(dá)83,000臺(tái)，其中Leaf

30、在日本市場(chǎng)的累計(jì)銷(xiāo)售量達(dá)30,000臺(tái)。該車(chē)采用層疊式緊湊型鋰離子電池供電，電池容量 24 千瓦時(shí)，位于車(chē)輛底部、座椅下方，輸出功率 90 千瓦以上，能量密度 140 瓦時(shí)/千克，功率密度 2.5 千瓦/千克，電池單元數(shù)量 48 個(gè)，50千瓦直流快速充電080%只需不到30分鐘，家庭200伏交流充電那么需8小時(shí)。.日產(chǎn)Leaf純電動(dòng)汽車(chē)共48組錳酸鋰電池，功率90千瓦 .三菱i-MiEV純電動(dòng)汽車(chē)2.三菱i-MiEV三菱汽車(chē)公司“i-MiEV純電動(dòng)汽車(chē)也曾經(jīng)于2021年開(kāi)場(chǎng)銷(xiāo)售。三菱i-MiEV搭載一臺(tái)47千瓦的電動(dòng)機(jī)，由一組330V鋰電池提供動(dòng)力，行駛間隔約為100英里(約合160公里)。這

31、組鋰電池可以利用家用電源進(jìn)展充電，每次充電時(shí)間約為7小時(shí)，為了縮短過(guò)長(zhǎng)的充電時(shí)間。電力公司推出了一個(gè)快充套裝，只需35分鐘就可以充溢電池80%的電量。.三菱i-MiEV純電動(dòng)汽車(chē)鋰離子動(dòng)力電池電池電壓330V.雪佛蘭Volt增程式電動(dòng)汽車(chē)3.雪佛蘭Volt雪佛蘭Volt被稱(chēng)為Extended-Range Electric Vehicle，即增程式電動(dòng)汽車(chē)。它經(jīng)過(guò)一個(gè)分量為181.4公斤(400磅)的16kWh的T型鋰離子電池組來(lái)儲(chǔ)存電能，該電池組由多個(gè)相連的電池模塊構(gòu)成，總共包含200多個(gè)電池單元。僅運(yùn)用電力來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪時(shí)，最多可以行駛40英里。在發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電并給蓄電池充電的情況下，Vo

32、lt可以行駛數(shù)百英里。Volt在家庭中可以用120V或240V的電源為其充電，每次充電的本錢(qián)還不如一杯咖啡的價(jià)錢(qián)高。.雪佛蘭Volt增程式電動(dòng)汽車(chē)T型鋰離子電池組純電續(xù)駛里程40英里.力帆620純電動(dòng)車(chē) 電池：30kwh磷酸鐵鋰動(dòng)力電池續(xù)航里程：200km最高車(chē)速：120km/h.比亞迪e6.鋰離子電池的失效機(jī)理呵斥鋰離子電池容量衰退的緣由主要有：1)正極資料的溶解。以尖晶石LiMn2O4為例，Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰減的主要緣由。2)正極資料的相變化。在LiMn2O4電池中，J-T效應(yīng)所導(dǎo)致的尖晶石構(gòu)造不可逆轉(zhuǎn)變，也是容量衰減的主要緣由之一。3)電解液的分解。在充電的條件下，電解液對(duì)含碳電極具有不穩(wěn)定性，故會(huì)發(fā)生復(fù)原反響：電解液復(fù)原耗費(fèi)了電解質(zhì)及其溶劑，對(duì)電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響。.鋰離子電池的失效機(jī)理4)過(guò)充電呵斥的容量損失。電池在過(guò)充電時(shí)，會(huì)呵斥負(fù)極鋰的堆積、電解液的氧化以及正極氧的損失，這些都會(huì)導(dǎo)致電池容量衰減。5)自放電。