由于同一類型、規(guī)格的電池在電壓、內(nèi)阻、容量等方面的參數(shù)值存在差別，使其在電動汽車上使用時，性能指標(biāo)往往達(dá)不到單體電池的原有水平，嚴(yán)重影響其在電動汽車上的應(yīng)用。本文通過對電池組內(nèi)不一致性產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，并總結(jié)了生產(chǎn)、配組、使用、維護(hù)等過程提出彌補(bǔ)不一致性的措施。

　　不一致性

　　鋰離子電池一致性是指用于成組的單體電池的初期性能指標(biāo)的一致，包括：

　　容量；

　　阻抗；

　　電極的電氣特性；

　　電氣連接；

　　溫度特性；

　　衰變速度等。

　　以上因數(shù)的差異，將直接導(dǎo)致運(yùn)行過程中輸出電參數(shù)的差異。鋰離子電池組的不一致性或電池組的離散現(xiàn)象就是指同一規(guī)格型號的單體蓄電池組成電池組后, 其：

　　電壓；

　　荷電量；

　　容量；

　　衰退率；

　　內(nèi)阻及其隨時間變化率；

　　壽命；

　　溫度影響；

　　自放電率及其隨時間變化率；

　　單體電池在制造出來后，本身存在一定性能差異。

　　初始的不一致度隨著電池在使用過程中連續(xù)的充放電循環(huán)而累計，導(dǎo)致各單體電池狀態(tài)(SOC、電壓等)產(chǎn)生更大的差異；電池組內(nèi)的使用環(huán)境對于各單體電池也不盡相同。

　　這就導(dǎo)致了單體電池的不一致度在使用過程中逐步放大，從而在某些情況下使某些單體電池性能加速衰減，并最終引發(fā)電池組過早失效。

　　不一致性原因

　　從時間順序劃分，電池組中單體電池的不一致性主要體現(xiàn)在兩方面：

　　制造過程中，工藝上的問題和材質(zhì)的不均勻，使得電池極板活性物質(zhì)的活化程度和厚度、微孔率、連條、隔板等存在很微小的差別 =>內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上的不完全一致性。

　　裝車使用時，電池組中各個電池的電解液密度、溫度和通風(fēng)條件、自放電程度及充放電過程等差別的影響。

　　=> 同一批次出廠的同一型號電池的容量、內(nèi)阻和自放電的差異性。

　　原因分析

　　針對這些不一致產(chǎn)生的原因，是否可以通過某些措施完全消除電池組內(nèi)的不一致：

　　很多人認(rèn)為電池不一致是生產(chǎn)工藝的問題，也有人認(rèn)為是配組過程的問題，通過SPC等過程控制措施就可以完全消除電池的不一致。

　　但是實踐證明，即使嚴(yán)格控制配料、活漿、涂布、裁剪、輥壓等工藝過程，只是縮小批量產(chǎn)品之間的標(biāo)準(zhǔn)差,而不能消除不一致性。

　　若影響某一隨機(jī)變量的隨機(jī)因素很多，且其中每個因素的影響?yīng)氉远疾荒芷饹Q定性作用，這些因素的影響又可疊加，則該隨機(jī)變量服從正態(tài)分布，特性的參數(shù)有標(biāo)準(zhǔn)差σ和均值μ。

　　電池充放電過程的電壓值是該電池?zé)崃W(xué)和動力學(xué)狀態(tài)的綜合反映，既受電池生產(chǎn)過程中各工序工藝條件的影響，又受電池充放電過程中電流、溫度、時間和使用過程中偶然因素的影響因而電池組內(nèi)各個電池的電壓值不可能完全一樣。

　　下圖分別為一組10Ah磷酸鐵鋰單體電池經(jīng)分容后的開路電壓和內(nèi)阻的統(tǒng)計分析和同批次2Ah電池容量分布，從圖中可以看出電池的開路電壓，內(nèi)阻，容量的1σ，2σ，3σ分布規(guī)律較為接近正態(tài)分布的分布法則。