串联系统中,单体电池内阻差异将导致各个电池的充电电压不一致,内阻大的电池提前达到电压上限,此时其他电池可能未充满电。内阻大的电池能量损耗大,产生的热量高,温度差异进一步增大内阻差异,导致恶性循环。
并联系统中,内阻差异将导致各个电池电流的不一致,电流大的电池电压变化快,使各个单体电池的充放电深度不一致,造成系统的实际容量值难以达到设计值。电池工作电流不同，其性能在使用过程中会产生差异，最终会影响整个电池组的寿命。
(2)充放电工况
充电方式影响锂电池组的充电效率和充电状态,过充过放都会损坏电池,多次充放电后电池组会显露不一致性。目前,锂离子电池充电方式有数种,但常见的有分段恒流充电方式和恒流恒压充电方式。恒流充电是较为理想的方式,能够进行安全、有效的满充;恒流恒压充电有效结合了恒流充电和恒压充电的优点,解决了一般恒流充电方式难以精准满充的问题,避免了恒压充电方式在充电初期电流过大对电池造成的影响,操作简单方便。
(3)温度
锂电池在高温和高放电倍率下的性能会有明显衰减。这是因为锂离子电池在高温条件下和大电流使用时,会造成正极活性物质和电解液的分解,这是放热过程,短时间放出等热量能导致电池自身温度进一步升高,温度升高又加速了分解现象,形成恶性循环,加速分解使电池性能进一步下降。所以,如果电池组热管理不当,会带来不可逆性能损降。
电池组设计和使用环境差异会造成单体电池所处温度环境不一致。由Arrhenius定律可知,电池的电化学反应速度常数与度呈指数关系,不同温度下电池电化学特性不同。温度会对电池电化学系统的运行、库仑效率、充放电能力、输出功率、容量、可靠性以及循环寿命产生影响。目前,主要开展的是温度对电池组不一致性影响定量化研究。图1给出了锂电池产生热失控的起因。