锂电池的生产制造愈来愈成熟，其应用领域不断翻新，需求也愈来愈大。电池的应用是以多串多并的方式呈现,也就是一个电池内是由多个电芯组成,要电池整体的运行顺畅,必须多个电芯的一致性要好,否则运行时就会出现性能快速衰退现象,造成使用者体验差，抱怨不断。也就是电池在充放电过程中，多个电芯之间必须保有一定的平衡性，才得以持续长久！
使用锂电池的困扰-断崖式没电！！！
几则网上骑乘者的发帖:
(1)锂电池电动车，电量显示很多骑着突然掉电而且变为没电?
(2)电动车有电情况下骑着骑着突然没电了?
(3)电动车锂电池充十分钟就满点，显示绿灯，一加油就没电?
(4)电动车明明有电，但是突然就没有电也不走了?
(5)电动车显示满电,但骑一段路就突然没电了。但充电时又显示满的,是怎么回事?
(6)我电动车昨天充电充一宿.今天早上骑上班！一拧油门大了电量表就恢复到最低不给电了.这样两三次之后彻底灭火了?
以上种种等现象，究其因皆是“电池内部电芯之间不平衡了”造成的结果。
生产时用来做成电池组的电芯一致性若不好，参数差异大，在长时间使用后，这种差异会逐渐加大，导致电芯之间的不平衡;而整个电池组就如同由多片木板组成的水桶,当其中一片木板出现问题,例如:破洞或短少,在木桶内的水自然流漏无法装满。因此如何通过筛选匹配实现同一电池包中的电芯衰减趋势一致化，确保长期使用起来可没有问题，是非常重要的课题及技术。
很多锂电池组在寿命中期就会出现急速衰减的情况，呈现出来的是容量不足，储能产品是备电时间不足，动力产品是里程数不够。这也是前期锂电池组出厂测试无法测试出来的。锂电池组Pack的成品出厂检测一般会老化2个循环左右，确认BMS保护功能与电池容量正常便按合格品质标准出货了，寿命中期的时候往往都在客户的手上出现。电池组使用到一定期限时，会出现容量不足，性能衰减太快，大家首先考虑的就是电芯的问题。但是电池组容量的衰减快，真的是电芯的问题吗？不是，大多数都是电芯一致性匹配没控制好导致的！
习知锂离子电池配组方法：(1)电压配组法(2)静态容量配组法(3)内阻配组法(4)多参数配组法(5)动态特性配组法(6)批次和(7)K值，也就是电芯的自耗电，搁置1个月比较准确，1个月后根据电压下降或者容量衰减判断K值，而以上配组法有“不准确”、“局限性”、“难度”、“耗时过长”及“实施过程中的难点”等问题。同时市面上用习知配对法去组装的电池成品，有些使用一段时间后就会出现失效﹗为什么失效呢？绝大多数都是平衡度跑了，也就是习知配对法对平衡度的掌控并非最佳。它的缺陷在于并不能真实反映电池在使用过程中的一致性。乃因各电芯厂家的生产工艺不同，以及管理程度松散性亦不同,就是同批次生产出的单体电芯，也会存在一些参数差异,这些差异就导致了电池不平衡的出现。是以如何将这些差异,在电芯分选配对时,就能准确的判定并加以归类使用,使电池包内电芯的离散度降到最低实属必要。
电芯的循环寿命数据都是可以从电芯供应商那边获取到的，所以电芯的寿命是已知的了！但是多个电芯组装成电池后，电池的循环寿命数据往往无法达到电芯供应商提供的次数？一般的电池循环寿命认知为：三元锂电芯循环寿命会在次左右（1C，25℃），组成电池后只有~次循环。磷酸铁锂电芯循环寿命会在次左右（1C，25℃），组成电池后后只有1~次循环。这里说的循环寿命都是以容量剩余80%为寿命终止。
本文阐述了一种有别于传统的电芯分容匹配法，导入新的理念及手法，并用大量数据验证了习知配对法不足。此创新的电芯匹配法，我们称之为“能量法“，再通过检测电芯在特定能量点的性能参数来选配电芯，实现同一电池包内的电芯在全寿命阶段都是平衡的。
首先看下以“能量法”测得之参数，和习知电芯配对所测参数的对比。本文首创建立“能量图谱”，以此作为电芯配对的标准。
图一是锂三元电芯/2mAh的能量图谱，使用电芯是电芯厂归为A品。
图一锂三元电芯/2mAh能量图谱
图二是锂三元电芯/mAh的能量图谱，使用电芯是电芯厂归为B品。
图二锂三元电芯/mAh能量图谱
由图一和图二可知，以习知的容量段来看,若用20-30mAh为一档位，当可配对。但以能量值来看，各档位的能量值差距非常大，则不可配对！
图三是锂三元电芯/mAh的能量图谱，使用电芯是电芯厂归为A品和B品。
图三锂三元电芯/mAh能量图谱
从图三结果，习知容量/内阻/电压参数来界定电芯A/B品，显然会有误判，造成A品贱卖的损失!A品其中有支电芯，红色圆圈所标，虽然容量等参数是达标，但能量法可检出其本质差异甚大，若将此电芯依习知配对法去组成电池，电池的平衡性会很差。
图四是磷酸铁锂电芯266/5-mAh的能量图谱。和前述锂三元电芯能量图谱相似，紫色方框区容量相差不大,能量值则差距很大！
图四磷酸铁锂电芯/5-mAh能量图谱
图五和图六分别是磷酸铁锂电芯/67Ah和/55Ah的能量图谱，此两款电芯在电芯厂家用容量/内阻/电压/K值参数判定，都属于A品。以能量法测试电芯得出之能量图谱，同样出现在可配容量段内，能量有差异大的现象！
图五磷酸铁锂电芯/67Ah能量图谱
图六磷酸铁锂电芯/55Ah能量图谱
能量法用来测试退役电芯的鉴别性何呢？图七是磷酸铁锂退役电芯/55Ah的能量图谱。蓝色椭圆圈标示电芯容量/内阻/电压虽相同，能量值则有大差距如表一！
表一蓝色椭圆圈标示电芯参数
图七磷酸铁锂电芯/55Ah能量图谱
图八是磷酸铁锂退役电芯/25Ah的能量图谱。结果和图七一样出现同容量，但能量值有大差距的情况。图九给出在一个容量段相差不大，但是用能量衡量就可看出不同的结果。图九的中间段容量相差92mAh(0.37%)，习知配对法是可配在一起组成电池；但是能量最大差距为2.44Wh，远超可配对的0.2Wh标准，组成的电池势必不平衡！
图八磷酸铁锂电芯/25Ah能量图谱
图九习知可配对容量段能量值的变化
从以上对电芯的测试比较和论述，本文指出了习知对电芯的等级判定及其配对法，实有重新检视之必要；电芯的配对因素首要为容量指标，而本文用能量法测出之能量值对容量值的作图-能量图谱，可得到“是有差异”的结论，不管是锂三元电芯或磷酸铁锂电芯，都可看到相同的结果-习知容量段可配对的电芯，从能量的角度来判定，则不见得是可配对的。另外习知判定电芯A/B品的标准，存在一定的误判，如图三所示。
表二是某家磷酸铁锂厂的A品电芯出货自测参数和用本法测试参数之列表，容量最大差值只有60mAh，可说是一致性当是非常好；能量值的最大差值达19.Wh，远大于可配对的标准≤0.2Wh，若将这8支电芯组成24V电池，那是会很不平衡的！。
表二出货自测参数和能量参数
本文揭示了对电芯配对的另一种思维，旨在指出习知配对法存在的隐患，而此隐患会造成日后组成电池的不平衡现象，是以如何确保组成电池前，电芯的平衡配对至关重要，整个电池组有很多单电芯组成，各单电芯因离散度的影响因素很难完全一致，因此需要进行合理有效的配对，否则时间长了很容易出现不均衡问题，而且会越来越严重，导致各单电芯相继报废，甚至会引发其他安全问题。
本篇着重于对电芯参数的表述，后续“电池篇”会展现以能量图谱为基准，组成电池后的各项性能测试结果，来验证能量配对法的平衡度和可靠度。