新研究揭示动力电池最弱单体拖累效应

26日，中国科学院大连化学物理研究所的研究团队与瑞典查尔姆斯理工大学、北京理工大学及极氪科技欧洲公司联合开展了关于电动汽车动力电池的研究。研究基于长期实车运行数据，建立了针对车队的电池单体老化诊断与整包性能评估框架，揭示了单体不一致性对电池包健康状态和能量利用率的影响。

电动汽车动力电池包通常由多个单体电池集成而成。不同单体因原材料、制造工艺、成组匹配等因素，老化速度可能不同，导致电池包出现“木桶效应”。在充电时，容量较小的单体最早达到电压上限；在放电和高功率运行时，内阻较大的单体会首先触及安全边界。当老化最快的单体达到退役阈值时，整个电池包往往需要提前退出使用。

研究团队分析了覆盖三元锂电池的电动乘用车和磷酸铁锂电池的电动公交车的长期运行数据，车辆运行时间超过三年，单车累计里程最高达30万公里。研究发现，较低里程阶段的单体健康差异较小，但当累计里程超过约17万公里后，个别单体开始加速老化，单体间差异显著扩大。

进一步测算显示，电动乘用车和公交车电池包的全寿命能量资源利用率分别为80.7%和72.9%。这意味着，当最弱单体迫使整个电池包达到退役条件时，仍有约19.3%和27.1%的潜在能量未被充分利用。

研究表明，电动汽车电池包的性能和寿命不仅由单体的平均老化水平决定，还受到少数加速老化单体的显著制约。通过量化“最弱单体”效应，研究为提升电池利用率和优化寿命管理提供了依据。

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