用于电动汽车和家用负载均衡系统的大型二次锂电池的性能
前言
作为日本国家储能项目的一部分开发的电池模块和单电池的性能测试结果，两种固定使用2千瓦时级的模块几乎已经达到了初始性能的目标，但周期寿命仍约为1000个周期。
同样，两种用于电动汽车应用的3千瓦时级模块已经达到了150 Wh/kg和400 W/ kg的目标，每个单电池的能量密度超过目标约20%，但对于圆柱形的单单电池，由于模块中的死空间，无法达到目标。在大约208 电荷数量条件或1.0C连续放电下的电池性能适合实际应用。
动态应力对循环性能的影响很小，但指出了在含有氧化锰阴极的电池中，在高温下储能的主要问题。
一、测试项目和条件
通过对比固定式和电动汽车应用的模块目标，可以了解到通过容量测试得到电池容量、比能量、能量密度、能量和能量效率，以及在充电条件在8小时内符合显影剂的检查程序。它们基本上是由4.2毫安型特殊疫苗模块管理的。
其放电条件分别是8h率固定模块和5h率电动汽车模块，单细胞的电压分别为3.2和2.7 V。生命周期测试在70%国防部固定模块和80%国防部电动汽车模块，以及枚50个周期测量模块的条件下。
由于固定使用的电池需要3500个周期，因此在合适的充放电速率条件下，对2000财年制备的单电池进行了加速老化试验，采用恒流法和CRIE提出的恒脉冲功率法两种测试方法获得了比峰值功率数值。
二、被测试电池的技术规格
经过性能测试的四种电池模块中，A型固定用途是由三洋电气公司在2000年生产的，其组成单元形状为圆柱形，单元系统由低价钴化锂镍聚合氧化物分子和硬碳杂化组成。B型固定使用是由日立和新神户电气机械公司在2001财年制造的。其组分电池形状为棱柱形，电池体系由富含锂的分散石墨组成。
C型电动汽车应用程序是由日本蓄电池和三菱电机在2001财年制造的。其组分单元形状为椭圆圆柱体，电池系统由多层聚合型石墨层组成。用于电动汽车的D型应用由松下电池制造，其组成的细胞形状为圆柱形，细胞体系由高锰酸锂和微量的铬/石墨组成。
碳酸乙烯基溶剂中的LiPF6用于所有类型的细胞体系。性能测试在25.8电载荷量和温度下进行，三个模块，除了B型用风扇冷却。所有四种类型的模块都由8个串联连接的单个单元组成，并被紧凑地包装起来。
三、固定式模块的核心性能测试
在对电池负载荷均衡系统的测试中，固定模块的核心性能的电池容量、比能量和能源效率都达到了该项目的目标。特别是，能源效率包含BMS操作的电力消耗，但不包含鼓风机冷却的电力，其电载荷系数也明显高于其他电池。
电动汽车模块的核心性能测试所得结果的趋势与平稳模的趋势相似，在C型和D型中，比能量均满足150 Wh/kg的高目标水平。在80%性能参数下运转30 秒获得超过400 W/kg的高比功率。
由I-V性能测试和恒定功率脉冲法确定的C型模块的功率能力中，在I-V性能测试的情况下，在80% DOD下计算出功率密度。另一方面，在相同条件下，用恒功率脉冲法直接得到的值，在经过两种测试方法得到的值差均在20%以内。从I-V性能影响下，估计的值被认为是受电压分布及其调节放电电压的影响。
笔者观点
本文明确了作为日本国家项目的一部分开发的四种类型模块的性能和特点，其中电池容量、比能耗和能效的核心性能达到了目标。每个单电阻细胞的能量密度超过目标约20%，但对于圆柱形的单细胞，由于模块中的死空间，无法达到目标。
而且固定使用的单电池的周期寿命均在1000周期水平，这里需要在未来对大电池的制造工艺和技术进行改进。以满足在恶劣条件下和连续高放电速率的性能足以达到实际使用标准。
对于电动汽车的应用，动态应力对循环性能的影响很小，但指出了含氧化锰阴极的电池在高温下的储能问题。对于实际应用，需要进一步的研究和开发来解决上述剩余的问题，以及其他各种方面，如电池的经济性和安全。
参考文献
1.K. Takei：《便携式应用和电动汽车电池研讨会论文》，第97卷，第18期，382–388页，1997年。
2.达尔·霍伦德：第十一届初级和二级电池技术与应用国际研讨会的会议记录，《蒂菲尔德电离学研究》，1994年。
