随着锂电池技术的不断发展，锂电池越来越广泛地应用于人们的生活和工作中，但有时人们往往会忽视锂离子电池不一致的问题。单体电池之间的不一致常常会导致电池组在循环过程中容量快速衰减和寿命短等问题。尽可能选择性能相同的锂离子电池组成一组，对于锂离子电池在动力轮电池 、摩托车电池领域的推广应用具有重要意义。什么是锂离子电池不一致性
锂离子电池组的不一致性是指相同规格型号的单体电芯组合成电池组时，电压、容量、内阻、寿命、温度效应、自放电等参数存在一定的差异。
定制锂电池厂家生产出单体电池后，其初始性能本身就存在一定的差异。随着电池的使用，这些性能差异会不断累积。
同时，由于电池组中各个单体电池的使用环境并不完全相同，单体电池的不一致性逐渐放大，从而加速电池性能退化，最终导致电池组过早失效。
锂离子电池的不一致性主要表现在两个方面：电池性能参数（电池容量、内阻和自放电率等）的差异和电池充电状态（SOC）的差异。研究发现，电池单体间容量差异的分布接近韦尔分布，内阻的分散程度比容量的分散程度更显著。此外，同一批电池的内阻一般遵循正态分布规律，自放电率也近似正态分布。SOC 代表电池的充电状态，是电池剩余容量与额定容量的比值。由于电池的不一致性，电池的容量衰减率不同，导致不同电池的最大可用容量不同。容量小的电池的 SOC 变化率比容量大的电池快，在充电和放电过程中达到截止电压的速度也更快。造成锂离子电池不稳定的原因有很多，主要是在生产过程和使用过程中。生产过程中的每一个环节，如配料时浆料的均匀性、涂布时对等密度和表面张力的控制、使用水基粘结剂体系的锂离子电池的生产过程等，都会造成单体电池性能的差异。在电池使用过程中，连接方法和结构部件/设备、使用条件和环境也会影响电池组的一致性。由于各连接点消耗的能量不一致，各部件或结构件的性能和老化率也不一致，因此对电池的影响也不一致。此外，由于每个单体电池在电池中的位置不同、温度不同、性能衰减不同，单体电池的不一致性会被放大。生产过程控制主要从原材料和生产工艺两个方面进行。在原材料方面，尽量选择同一批次的原材料，保证原材料粒度和性能的一致性。在生产工艺方面，要严格控制整个生产过程，如保证浆料搅拌均匀，不能长时间放置；控制涂布机的速度，保证涂层的厚度和均匀性；检查极片的外观、称重和分级；控制注射量和成形、体积分割、储存条件等。组料过程控制主要是指电池的分选。电池组使用统一规格型号的电池，必须对电池的电压、容量、内阻等进行测量，以确保电池初始性能的一致性。在组装电池组时，单体电池的电压差是影响电池组充放电结束时各单体电池一致性的重要因素，而单体电池的内阻差则导致电池电压平台差异较大。在组装过程中对电池进行一致性筛选可确保电池组使用初期的一致性。通过在使用过程中对电池进行实时监控，可以实时观察到使用过程中出现的一致性问题。但是，当一致性较差时，监控电路会切断充放电电路，从而降低性能。参数极端的电池也可以通过实时监控及时调整或更换，以确保电池组的不一致性不会随着时间的推移而扩大。应用合适的平衡策略和平衡电路，实现电池的智能化管理。目前常见的平衡策略包括基于外部电压的平衡策略、基于 SOC 的平衡策略和基于容量的平衡策略。根据能量消耗模式，平衡电路可分为被动平衡和主动平衡。其中，主动均衡可实现电池间无损耗的能量流动，是世界范围内的热门研究课题。常用的主动均衡方法包括电池旁路法、开关电容器法、开关电感器法、DC/DC 转换法等。电池的热管理不仅要使电池组的工作温度保持在最佳范围内，还要尽量保证电池之间的温度条件一致，从而有效保证电池之间的性能一致性。在输出功率允许的情况下，尽量减少电池放电深度，避免电池过充，可以延长电池组的循环寿命。加强电池组维护，每隔一定时间对电池组进行小电流维护充电，并注意清洁。电压匹配法可分为静态电压匹配法和动态电压匹配法。静态电压匹配法也称为空载匹配法。它不带负载，只考虑电池本身。它测量的是所选单体电池在满电状态下存放数十天后的自放电率，以及在满电状态下不同存放时间的自放电率。内部电池的开路电压是最简单的操作方法，但并不准确。动态电压匹配法考察的是负载下的电压情况，但没有考虑负载变化等因素，因此并不准确。在设定条件下对电池进行充放电，根据放电电流和放电时间计算容量，并根据容量对电池进行分组。这种方法简单易行，但只能反映电池在特定条件下的相同容量，无法解释电池的完整工作特性，因此具有一定的局限性。主要考虑单体电池的内阻。这种方法可以实现快速测量，但由于电池的内阻会随着放电过程发生变化，因此很难精确测量内阻。同时考虑容量、内阻、电压、自放电率等多个外部条件，对电池进行综合评价，可对一致性较好的电池组进行排序。但这种方法的前提是单参数选择必须准确，而且耗时过长。动态特性匹配法是利用电池的充放电特性曲线对电池进行排序匹配。充放电特性曲线可以反映电池的大部分特性，使用动态特性匹配法可以确保电池各项性能指标的一致性。动态特性匹配法数据量大，通常使用计算机程序实现。此外，这种方法降低了电池组的利用率，不利于降低电池组的成本。标准曲线或基准曲线的确定也是其实施的难点。2.提高电池一致性的措施主要包括以下几个方面：从原材料和生产工艺两方面严格控制生产过程；采用更加科学的分类方法，尽量选择初始性能一致的电池进行分组。在电池的使用和维护过程中，要对电池进行实时监控，应用平衡管理系统，采用合理的控制策略对电池进行热管理，同时还要加强对电池组的维护。3.电池匹配时，单参数匹配法没有实际应用价值。多参数匹配法和动态特性匹配法相对比较全面。此外，电化学反谱法等方法也取得了一定的进展。https://www.takomabattery.com/lithium-ion-battery-inconsistency/
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