二次电池组合使用时的寿命衰减探讨

白杨

二次电池组合使用时的寿命衰减探讨
单体电池的性能再优良，质量再好，若同组使用的各单体电池特性不一致或组合封装时初始状态不一致，都会导致二次电池组整体特性急剧衰退和部分电池的加速损坏。故保证配组电池特性的一致和确保单体一致性充电这两个环节就至关重要了。这也是二次电池在电动自行车上成功应用和保证二次电池特性充分发挥的关键要点。
众所周知，在实际使用过程中，当充电或放电容量大于获小于电池固有容量时，就会损伤电池，其表现形式为电池的实际容量值衰减。可以用下式表述：
              （1）
这里： 为循环使用到第i次时电池的容量值
       ，为第 次的容量值与第 的容量值之差。
   是电池过充过放容量损伤系数，为过充过放容量值的函数。
由（1）式可得
                 （2）

从最好的情况考虑，令

       （n为循环次数）                            （3）
例如：当C0=12Ah，正常循环寿命次数为500次（指当电池的实际容量衰减到0.8倍的额定容量时的循环次数），为考虑简单，将其在正常合理使用时视为定常线性系统。因此，可用下式进行表示：
      
当n=0时，C=C0=12Ah。当n=500时，C=0.8C0=9.6Ah。当存在过充或过放的情况时，就要考虑容量损伤系数  。假定容量损伤系数  ＝0.999，则电池容量表达式如下：
                                              （4）
由(4)式可得，当n＝150时
      
由此可见，不正常的充电或放电将会大大缩减电池的使用寿命。这里我们还是考虑最好的情况，即取损伤系数  的最大值为定常系数。而实际上  也是一个急剧衰减的时变函数。因此，电池的实际使用寿命将低于上述值，在100次左右。这也就是为什么使用不当充电器充电时，电池只能使用3－4个月的原因。