如何解决锂电池的木桶效应？

锂电池的木桶效应。

标题：锂电池的木桶效应。在能源领域，锂电池的发展如日中天，其广泛的应用从手机到电动汽车甚至航空航天。然而，锂电池的木桶效应即电池整体性能受限于最弱的环节也是不容忽视的问题。木桶效应原意是指一个木桶能装多少水，不是由最长的木板决定，而是由最短的木板决定。

将这个概念引入锂电池领域，我们发现电池的续航能力、安全性、寿命等整体性能往往不取决于性能最好的部分，而是由最弱的部分决定。以电动汽车为例，一个高性能的锂电池组，如果其中某一块电池性能稍弱，那么在长时间使用后这块电池会最先达到极限，导致整个电池组的功能下降甚至引发安全问题。反之，如果电池组的每一块电池都性能均衡，那么整个电池组的使用寿命和安全性都会大大提高。

这个现象背后的原因是多方面的？首先，每一块电池在生产过程中由于工艺、材料、环境等因素的影响性能上难免存在差异。其次，在使用过程中每块电池的充电水次数、温度、使用环境等也会有所不同，导致电池性能逐渐出现差异。

如何解决锂电池的木桶效应？

·一方面，需要提高电池生产的工艺水平，减少每块电池的性能差异，这需要对电池生产流程有深入的了解，对工艺参数进行精细的控制。

·另一方面，需要建立一个有效的电池管理系统，对每块电池的使用情况进行实时监测和控制，防止电池过度充放电保证每块电池的性能稳定。

总的来说，锂电池的木桶效应是能源领域一个值得关注的问题。只有通过不断的研发和技术创新才能克服这个问题，使锂电池的性能得到更充分的发挥，为我们的生活带来更多的便利和安全。

“木桶原理”：锂电芯的一致性，是怎么样影响锂电池组的呢？

木桶能盛多少水，是靠最短的那一块木板来决定的。我们说，这是“木桶原理”。如果把锂离子电池组比喻成是一个盛水的木桶，那么组成电池组的锂电芯就是组成这个木桶的木板，性能最差的那一颗电芯，决定了电池组的整体性能。

锂离子电池组PACK中，电芯的一致性尤为重要。电芯一致性较差的电池组，容量、循环寿命以及充放电特性等性能，会受到一定的影响。随着锂电池组使用的充放电次数增加，这种影响也将越来越大。这个“木桶原理”它的影响到底有多大呢？

木桶原理

锂离子电池组PACK，遵循“木桶原理”

很大一部分原因是锂电池组BMS的管理控制。锂电池组的BMS是有单节过充跟单节过放保护的，以保护锂离子电芯在安全可靠的电压范围进行充放电，避免电芯在过充或者过放时影响性能寿命，甚至导致安全隐患。

一致性在电池组放电时的影响

三元锂电芯，单体放电截止电压为2.5V，BMS一般会设置单体过放保护为2.8V。锂电池BMS的保护管理机制是，锂电池组中任意一串电池电压到达2.8V时，将开启过放保护，放电MOS管或继电器会断开，整组电池组停止放电。

以三元锂电池组10串1并为例。假设，10颗三元锂电芯中，容量最低的1颗电芯是2000mAh，而其他9颗电芯容量都是2500mAh。锂电池组放电时，这10颗电芯同时在放电，电芯的电压随着容量的减少而下降。当容量较低的一颗电芯2000mAh放电结束时，电芯电压会到达2.8V，而电池组中其他9颗电芯2500mAh的容量还有剩余，电压在3.0V以上，但这时BMS已经检测到了电池组有一串电压到达2.8V，开启了电池组过放保护，整组电池组停止放电。这样就导致了整个电池组的放电容量只有2000mAh。

锂电池组中的锂电芯

一致性对电池组充电时的影响，也类似放电时的状况

三元锂电芯单体充满电压4.2V，锂电池组BMS设置单体过充保护在4.25V，电芯的电压随着容量增加而升高，当容量较低的一颗电芯2000mAh充电完成时，电池电压到达4.25V，而其他9颗电芯还未充满电压处于4.1V以下，但BMS已经检测到有一串电压高于4.25V，就启动了电池组过充保护，整组电池组停止充电。这样就导致电池组只充电了2000mAh。

就是这样引发了“木桶效应”，容量最低的电芯，决定了电池组的充电容量以及放电容量。

一致性对锂电池组的循环寿命以及充放电特性的影响，也是一样遵循了“木桶原理”，电池组中循环寿命和充放电特性最差的一颗电芯，决定了电池组的整体性能。