最近在討論一些技術(shù)的細(xì)節(jié)，有關(guān)《動(dòng)力電池能量密度(PED)測(cè)試方法》這個(gè)內(nèi)容，有些地方是值得我們來探討在電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上面會(huì)有些差異。在這個(gè)非常重要的方法里面，是和我們的理解存在一些差異的。

1.1測(cè)試對(duì)象測(cè)試對(duì)象為電池系統(tǒng)或電池子系統(tǒng)，且應(yīng)和GB/T31467.3-2015的測(cè)試對(duì)象保持一致。

1.2測(cè)試步驟室溫(25℃±2℃)環(huán)境下，按照如下步驟測(cè)試：

1)按照企業(yè)規(guī)定的且不小于I3(A)的電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件，靜置不小于30min;2)按照企業(yè)規(guī)定的充電方式充電至企業(yè)規(guī)定的充電截止條件(充電時(shí)間不大于8h)，靜置不小于30min;

3)重復(fù)步驟1)，計(jì)量放電能量E(以Wh計(jì));

4)重復(fù)步驟2)～3)2次，取3次放電能量E的平均值Eaverage。

5)用衡器測(cè)量測(cè)試對(duì)象的質(zhì)量M(以kg計(jì)，稱重時(shí)至少包括GB/T31467.3-2015附錄A.1規(guī)定的組成部分);

6)計(jì)算測(cè)試對(duì)象放電能量密度PED(以Wh/kg計(jì))，計(jì)算公式如下：PED=Eaverage/M2

這個(gè)是我們都使用的方法，但是這里存在著一些有一些值得探討的地方。如下圖所示：

雖然在室溫下進(jìn)行，但是這個(gè)試驗(yàn)為了方便，使得靜置的時(shí)間有些短，而且沒有規(guī)定靜置后里面電芯的溫度

電池在進(jìn)行充電和放電之后，如果電池管理系統(tǒng)的熱管理不開的話，會(huì)使得整個(gè)電池的溫度逐步累積，電芯在后面兩次的實(shí)驗(yàn)中，溫度會(huì)從25度開始上升，根據(jù)電芯的發(fā)熱特性所升高

圖1典型的電池系統(tǒng)

者帶來什么問題呢，電池的實(shí)際容量電芯最重要的電池特性參數(shù)之一，而環(huán)境溫度、電池平均放電電流是影響電池現(xiàn)實(shí)容量的兩大影響因素。不同的化學(xué)體系和電解液，對(duì)于溫度的敏感性并不相同。在鋰電池中，鋰電池保持較好性能的工作溫度是0℃~45℃，0℃以下屬于低溫階段，45℃以上屬于較高溫階段。電池處于低溫時(shí)，電池可用容量會(huì)下降;在高溫階段，電池的可用容量比常溫會(huì)更多一些，多出來3%-6%左右。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是電解液某些性能會(huì)隨溫度而發(fā)生變化：當(dāng)電芯的表面溫度升高，電解液黏度下降、活性提高，電解液中離子的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，活性物質(zhì)的利用率提高，實(shí)際電池容量增大。電池的實(shí)際可用容量與溫度大致呈正比。在研究鋰離子電池內(nèi)部粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，就電池在不同溫度反應(yīng)過程中Li+的脫嵌以及電子的運(yùn)輸能力進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Li+擴(kuò)散速率對(duì)溫度更加敏感。在適宜溫度下，隨溫度的升高Li+的擴(kuò)散速率會(huì)得到明顯提高，與此同時(shí)電子導(dǎo)電率卻沒有實(shí)質(zhì)性提高，這說明溫度升高可能是通過加快離子擴(kuò)散速率使得鋰離子電池放電容量升高。當(dāng)電芯的溫度超過35℃時(shí)，電池容量隨溫度的升高而增大，45℃以上階段相對(duì)于25℃這一段的容量來說，溫度對(duì)容量的影響相對(duì)較小。溫度較高時(shí)，雖然電池的容量會(huì)在一定程度內(nèi)得以提高，但是其在化學(xué)反應(yīng)的過程中，會(huì)產(chǎn)生不可逆物質(zhì)，產(chǎn)生速率加強(qiáng)，且隨著充放電使用次數(shù)的增多，電池可用容量衰減的速率增大。

圖2電池系統(tǒng)打開圖

這個(gè)問題，我們?cè)陔娦緦用?，如果進(jìn)一步通過不同的溫度測(cè)試，可以在這個(gè)點(diǎn)上做一些差異性的測(cè)試，可以得到以下的容量偏差。

圖3在不同的溫度下同倍率放電情況容量差異