锂离子电池应用与组配.docVIP

PAGE  PAGE 10 锂离子电池应用与组配 　　摘要： 随着环保意识的增强，长串锂离子电池的应用越来越广泛，由于电化学产品一致性的问题，锂离子电池的组配技术成为影响电池组性能的一个重要环节，适当的组配策略将尽可能的发挥出锂离子电池的优势，并使锂离子电池的应用更加广泛。 　　Abstract： With the enhancement of environmental awareness， long-string lithium-ion battery is widely used. Due to the consistency problem of electrochemical product， the distribution technology of lithium-ion battery becomes an important part of affecting battery performance. Appropriate distribution strategy will as much as possible play out the advantages of lithium-ion batteries， and make the lithium-ion battery application more widely. 　　关键词： 锂离子电池；应用；组配 　　Key words： lithium-ion battery；application；distribution 　　中图分类号：[U262.44] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0287-03 　　0 引言 　　锂离子电池是一种新型的环保的高性能的电池，它最初的应用体现在小容量的电池应用方面，相对于铅酸电池和镍氢电池，它具有体积小、容量高、无污染、安全性好的几大优点，随着新型的锂离子正极材料的出现，锂离子电池的应用范围不断拓展，已经从单一的手机电池应用拓展到大中小型电动汽车、电力储能、后备电源、电动工具与航模等各个领域。 　　1 锂电池概述 　　锂离子电池锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。是现代高性能电池的代表。 　　目前常见的锂离子电池按照其使用的正极材料区分主要有四个系列：钴酸锂系列、三元系列（镍钴锰酸锂）、锰酸锂系列、磷酸铁锂系列，由于正极材料的不同，各系列的特性和应用范围也不同。一般来讲，钴酸锂主要适合于单体电池使用，而锰酸锂、磷酸铁锂系列的电池以其高安全性的特征适合于长串电池组的使用，我们在本篇文章中主要也是以这两种电池来进行讨论的。 　　2 电池组用途的分类与常见问题 　　2.1 电池组用途的分类 随着全球对环保的认识不断提高，新能源产业也在不断发展，作为新能源产业的主力，锂电池的应用也得到了充分发展，从单一的手机电池向各个领域推广，尤其是随着磷酸铁锂正极材料的应用，电池的应用有了长足的进步，拓展到了动力汽车、储能等各个领域。随着锂电池的应用范围不断扩大，按照应用范围性能要求，锂电池可以大致分为下面几个类别。 　　2.1.1 油电/汽电混合车应用 这是一种主要应用于大中型车辆的使用方式，车辆的主要动力还是汽油或者天然气，它的电池组工作模式是在汽车刹车制动的时候利用回馈的能量给电池组充电，在车辆需要加速或者助力的时候电池组作为辅助动力源进行助力，这用使用模式要求电池组的比功率比较高，相应的对电池组容量范围要求不高，也就是要求电池组，瞬态充放倍率大，充放频率较高，一般充放电电流在300A左右，倍率在5C以上，工作频率最高可以在3～5分钟一次，这类应用对电池组本身性要求比较高。 　　2.1.2 纯电动车应用 这是一种完全使用电池组作为车辆能源的使用方式，使用电池组容量范围区间比较大，持续电流一般在50～100A，瞬态电流大，一般在200A～300A，但是由于续航里程的要求，电池组的的容量一般比较大，所以绝对倍率一般不大，一般会在2C以下，充放电频率较低，多数车辆一天一次充放电循环，同时一般充电电流小，放电电流大，对电池性能要求一般。 　　2.1.3 风光储能等应用 主要作为风光储能的中继使用，在光照或者风力比较强的时候，由发电机组对电池组进行充电，在需要用电的时候，电池组对电网进行放电，这样的电池组特征是电池组容量一般很大，可以达到兆瓦级，使用SOC区间较大，充放电频率较低，但是一般要求充电倍率高，放电倍率低，同时要求电池组自放电要小。 　　2.1.4