如何通过串联充放电进行电池一致性筛选？最详细的方法操作讲解

摘要

目前行业内都是通过容量、电压等一系列参数对电池进行筛选，这种筛选过程比较复杂，而且效果具有局限性，比如：测量误差。国内当前的测量误差在1%左右，这种误差完全不能满足市场对动力电池的需求。

新能源汽车是中国一个大势所趋的发展方向，无论是储能还是车用电池都是非常重要的部件，其中动力电池的一致性和安全性是整个行业一直关注的焦点，而某种程度上说，一致性也影响了安全性。

在近日的论坛上，清华大学能源研究所何向明教授就《锂离子储能电池的一致和安全性》发表演讲，介绍了一种筛选一致性的新方式。

动力电池一致性

动力电池从来都不是一整块电池，以特斯拉为例，大约是7000-10000块小电池通过串并联组合，那电池的一致性就成为最重要的问题。因为每个电芯参数具有差异，其工作状态都会存在差异，如果不加以控制，会对电池有损害并且造成安全性的问题；但控制的话，容量又不能全部发挥出来。

目前行业内都是通过容量、电压等一系列参数对电池进行筛选，这种筛选过程比较复杂，而且效果具有局限性，比如：测量误差。国内当前的测量误差在1%左右，这种误差完全不能满足市场对动力电池的需求。

在这样的背景下，清华大学能源研究所提出了一种新的筛选办法：通过串联充放电曲线对电池进行筛选。因为实际上充放电曲线本身就体现了电池的所有参数，如果参数不一样那充放电曲线必然存在差异，相反如果电池理论上所有参数一样，那么充放电曲线就应该完全一样。

利用串联充放电进行一致性筛选

所谓串联充放电就是出厂的电池进行串联后，进行充放电。这种筛选具有很多好处，只需要选择一个电压就可以进行筛选，参数比较单一，而且简便快捷。在传统筛选中，电流精度小于1%以下的设备非常昂贵，而串联的电流绝对值相同，通过串联充放电法筛选，这样就可以避免设备的误差。

研究团队选取了五个典型的电池，其中两家韩国厂商、一家日本厂商，通过比较发现，重量的误差是国内外电池最大的差距，这种差距主要体现在注液环节，而电解液的多少必然造成影响一致性。

而对比放电情况，即放到最低电压来看每个电池的电压，然后静止30分钟来看回弹的电压。因为一般都会用静止来研究电池的阻抗特性，所以静止回弹的电压实际上是电池特性的一个很重要的因素，这几个点也都是在所有曲线电压当中最大的几个点，但是这些所有的点放在一起比较就会发现对放电末端的电压率散是比较大的，如果用放电末端的电压来进行一直性的筛选就可以只用一个参数筛选电池一致性。

此外，对比其他曲线，研究团队发现放电末端的电压进行一致性的筛选时最为出色的。而用该方法对上述五款电池进行测试，可以明显的看到日本的电池一致性各项指标都是最优秀的，而中韩在一致性上的水平差不多，均落后于日本。以韩国电池为例，通过对电池串联筛选后，发现其电池包性能与单体电芯性能相差无几。这也再次证明了这种筛选方法的有效性及便捷性（仅一个参数）。

结论

利用串联充放电的方法进行一致性筛选，具有简单、快捷和有效的特点，因为每个电池的电流是绝对相同的，所以消除了设备误差对一致性筛选的影响。而仅用一个电压指标评判一致性比较容易进行统计和比较。此外，由于设备电压比较高，一般可以做到600-500伏，可以很容易把放电的电量回馈到电网中，从而节约能源。