新能源汽车废旧三元锂电池的安全放电影响因素探究作者：王坤来源：《科学与信息化》2017年第29期 摘 要 随着电动汽车的快速发展，车用废旧电池的回收处理问题引起了广泛的关注，一般情况下，由于车用动力电池具有比较大的容量及体积，在达到废弃标准后，废旧动力电池并未处于完全放电状态，仍具备一定的荷电量，这样就使得不能立即对其进行拆解和破碎等处理，需将其剩余电量完全放电后才能进行，为更好地确保放电过程安全进行，本文对三元锂电池的安全放电影响因素进行了探究。 关键词 废旧动力电池；安全放电；回收处理
近年来，由于空气污染、石油资源日渐枯竭等因素，传统的汽车难以满足当前低碳经济的发展要求而逐步受到制约，而电动汽车由于低碳环保、高效的能量转换效率等诸多优势，借助于国家提供的多项有利条件及推行政策，得到了快速的发展。那么电动汽车在达到使用年限后，在对废弃电池进行回收利用或报废处理时，需要重点对其放电过程的安全性进行关注，以确保更好更安全地进行测试或拆解处理。
1 材料和仪器的使用
在本实验中，所使用的电池组为废弃的车用三元锂电池模组，其中的单体电池是为三星公司所生产的，与汽车实际中所使用的电池是一样的，单体电池可以通过一定的串联和并联来进行供电，在使用的过程以及电池放电完成后单体电池外部是没有变化的，实验中所使用的万用电表为钳式万用电表，电子天平可适用于大型实验，同时借助电子秤、计时器来进行辅助试验，在实验过程中，人员需要全程戴上绝缘的手套。 本试验所使用的每个模组是由12个单体电池焊接而成的，单体电池的容量为150Wh，单体电池的质量控制在一定的范围内，同时对确保单体电池的电压和电流进行测量，以便控制在适当范围内的。 2 放电的实验
在本次实验中，放电器是由继电开关、过载保护器、负载电阻、分流以及数字双显表头有序连接而成的，同时将放电器置于干燥而且通风状况良好的恒温箱内，以确保其状态的恒定，同时采用电压表和钳流表读取电池模组的电压和电流。
由于设备的电阻恒定，则本试验所测电阻可以视为电池模组的电阻，实验的过程步骤为：①采用导线串联电池模组；②分别将串联的电池模组正负极与放电器直流电源的正负极来进行相连；③联通后表头的工作电源是控制在一定的范围内的；④联通后，打开放电继电开关后，记录电池起始电压与电流，同时开始计时，待到电压降低后，电流降至所要求的范围内，记录放电过程中的电压、电流及放电时间，最终关闭放电继电开关；⑤分别取下电池模组来进行单个单体电芯的测试，这以便对单个模组的电压电流进行准确监测[1]。
3 废旧汽车三元锂电池安全放电影响因素的探讨
3.1 放电截止电压对放电耗时的影响
本文探讨了放电试验结束时，截止电压以及电流对放电耗时的影响，控制条件为相同的放电起始电压，电流以及相同的放电试验结束时的电流，测量放电截止电压与耗时，并且分析两者之间的关系以及优选安全操作的短路电压。
选取放电试验起始时的电流和电压相同的串联模组进行试验，串联模组放电起始电压采用电压表进行测量，放电起始电流为9.8A，通过负载放电设备进行放电并且记录达到相应的
条件时的电压与放电耗时数据。数据表明，不同的放电结束电压对放电耗时的影响也是不同的，在放电试验中，放电截止电压越高，相应的放电耗时越短。串联模组的放电截止电压是在1.6V以上时，放电耗时与放电截止电压的关系曲线是趋于平缓的，放电耗时接近2.5h；当放电截止电压低于1.6V，则放电截止电压越低，放电耗时越长，另外，放电电压为1.6V和2.0V的耗时时长非常接近的，所以，可以认为曲线在放电电压为1.6V左右出现拐点，在此后的点上，增加放电电压，耗时缩短不明显的，并且存在极值。
在此基础上为了进一步研究相关问题，则给出了相同的试验起始电压和放电时间，放电试验结束的时候，同样电流也是在相同的时间内，并且不同的结束电压与耗时的关系是有限制的。放电试验结束的时候，串联模组的电流是为一定指数的，在从相关的资料中可以看出，放电试验结束时，串联模组的电压是低于0.8V的，即在电流很小时，内阻消耗就会降低，进而会导致放电时间增长，电能的消耗也是可以根据相关的定律来推导公式得到解释的。
3.2 放电起始时的电压对放电耗时的影响
放电试验起始时的电压越高，与其对应的电流就会增大，电流和电压都增大表明电池的
可用功率增大，该部分试验所控制的条件为，相同放电试验结束时的串联模组电压为1.6V，相同放电试验结束时的串联模组的电流为0.1V，在室温条件下进行，同样也给出了相同放电试验结束时的结果，放电起始时的电压与耗时的关系是相同的。
在放电试验中，放电试验起始时的电压越高，放电耗时就越长，试验结果表明，在单个电芯的放电电压基本相同时，则串联模组的放电耗时越短，放电起始阶段的电压与电流的比值就会越小，在放电试验起始时，模组的电压与电流的比值在12以下；放电耗时起始时的电压与电流的比值越小，则放电耗时也会越短。这样就证明了电池起始电压与电流的比值越小，放电过程中所由其内阻引起耗能越多[2]。
4 结束语
综上所述，本文所采用的是自行设计的制作负载放电器，对影响废旧汽车三元锂电池的安全放电时长的因素进行了探究，研究表明放电截止电压越低，放电耗时越长，同时存在拐点，在拐点以后，增加放电电压，放电耗时基本趋于稳定；放电试验起始时的电压越高，放电耗时就越长，且电池的起始电压与电流的比值越小，放电过程中所由其内阻引起耗能越多。
参考文献
[1] 丁涛，曾庆禄.基于资源再生的废旧汽车回收利用研究[J].环境工程，2014，（S1）：721-724，733.
[2] 代应，宋寒，黄芳.我国废旧汽车资源化回收利用分析及其发展策略[J].生态经济，2013，（04）：125-127，141.
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