現(xiàn)在電池的應(yīng)用在我們現(xiàn)實(shí)生活中越來(lái)越常見(jiàn),手機(jī)、筆記本、充電寶、剃須刀、手電鉆、還有新能源汽車(chē).電池應(yīng)用的越廣泛,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求就越嚴(yán)格。怎樣確保電池能擁有更好的品質(zhì),這個(gè)無(wú)疑需要眾多電池廠商嘔心瀝血進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)升級(jí),同時(shí)需要國(guó)家科研的推動(dòng)。
下面我們了解一下電池測(cè)試有那些內(nèi)容。電池測(cè)試,主要針對(duì)電池電流、電壓以及電池容量、內(nèi)阻、電池充放電溫度、電池循環(huán)壽命等進(jìn)行測(cè)試分析,并給出數(shù)據(jù)曲線圖,用于產(chǎn)品考核及升級(jí)。
我們以動(dòng)力電池為例,針對(duì)電池內(nèi)阻及充放電溫度和壽命循測(cè)試需要那些測(cè)試設(shè)備。
電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí),電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力,有歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,歐姆內(nèi)阻跟材料和裝配有關(guān),極化內(nèi)阻跟電池的正負(fù)極有關(guān)。因此我們把上述的內(nèi)阻類(lèi)型分為交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻,由于充電電池內(nèi)阻很小,測(cè)直流內(nèi)阻時(shí)會(huì)發(fā)生電極容量極化,產(chǎn)生極化內(nèi)阻,故無(wú)法測(cè)出其真實(shí)值,而測(cè)其交流內(nèi)阻可免除極化內(nèi)阻的影響,得出真實(shí)的內(nèi)值。交流內(nèi)阻測(cè)試方法為:利用電池等效于一個(gè)有源電阻的特點(diǎn),給電池一個(gè)的恒定電流,對(duì)其電壓采樣整流濾波等一系列處理從而精確地測(cè)量其阻值。我們可以借助電池內(nèi)阻測(cè)試系統(tǒng)、高壓電池內(nèi)阻測(cè)試儀或精密電池內(nèi)阻測(cè)試儀,可以精準(zhǔn)的把電池內(nèi)阻測(cè)試出來(lái),操作簡(jiǎn)單方便。
內(nèi)阻測(cè)試完成后,充放電時(shí)的溫度也是我們關(guān)注的重點(diǎn)之一。快充的技術(shù)出來(lái)后,不僅用于手機(jī)充電,同時(shí)對(duì)新能源汽車(chē)的影響更是意義非凡。根據(jù)等量關(guān)系,容量和充電電壓一定時(shí),我們把電流增大,無(wú)疑可以把充電的時(shí)間大大提高。但是電流增大后會(huì)產(chǎn)生電流溫升,進(jìn)而影響材料化學(xué)反應(yīng),同時(shí)會(huì)擴(kuò)大了短路路徑,電池本身過(guò)或充過(guò)放會(huì)導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì)灰塵等,將惡化生成刺穿隔膜,產(chǎn)生微短路,二者無(wú)疑會(huì)引發(fā)更大的電池內(nèi)部短路。
由于鋰電池結(jié)構(gòu)的特性,高溫下SEI膜、電解液、EC等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng),電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng),電芯隔膜將融化分解,多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路,電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計(jì)的互相增強(qiáng)的破壞作用,其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂,電解液噴出,發(fā)生燃燒起火。
因此控溫是勢(shì)在必行的。熱管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制溫度,確保電池一直處在一個(gè)合理的運(yùn)行溫度下。通常,熱管理系統(tǒng)由整車(chē)控制器控制,在電池包溫度異常時(shí),通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)散熱或者加熱,保證電池安全以及壽命。電池的散熱方式根據(jù)導(dǎo)熱方式和介質(zhì)的不同而分為四項(xiàng):空氣冷卻(風(fēng)冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固體)、和結(jié)合冷卻(風(fēng)冷/水冷+固體冷卻)幾種。
內(nèi)部改進(jìn)即從電芯內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造,從而使電池具備更好的耐熱、散熱性能。以目前的研究熱點(diǎn)來(lái)說(shuō),發(fā)展固態(tài)電解液;對(duì)正負(fù)極進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造;以及引入安全性更高的隔膜材料都是從內(nèi)部提升電池?zé)嵝阅艿闹髁鞣椒ㄖ?。有了這些措施后要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的充放電溫升測(cè)試,可以采用TWC-2C多路溫度測(cè)試儀等等,在帶電的情況下能精準(zhǔn)測(cè)試電池組的溫度,同時(shí)可以描繪溫度和時(shí)間的變化曲線。進(jìn)而分析在到達(dá)一定的溫度是控溫系統(tǒng)是否在正常工作。同時(shí)可以采用電池性能及壽命檢測(cè)裝置,可以模擬電池充放電的同時(shí)任意設(shè)置電流、電壓和時(shí)間等曲線,而且可以設(shè)定20步的曲線特性,支持步數(shù)循環(huán)。
