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關(guān)于三元鋰電池的生命循環(huán)

時(shí)間:2018-11-08 16:19來(lái)源:鉅大LARGE 作者:綜合報(bào)道

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隨著新能源汽車的續(xù)航里程受到限制，如何提高續(xù)航能力影響了整個(gè)市場(chǎng)。而在電池行業(yè)，三元鋰電池憑借著眾多的優(yōu)勢(shì)迅速的占領(lǐng)了3C、汽車等市場(chǎng)，并逐漸取代傳統(tǒng)鉛酸蓄電池。對(duì)于傳統(tǒng)電池來(lái)說(shuō)，三元鋰電池具有壽命長(zhǎng)，節(jié)能環(huán)保無(wú)污染，維護(hù)成本低，充放電完全，重量輕等等優(yōu)勢(shì)，在一些宣傳的資料里，有人認(rèn)為三元鋰電池壽命長(zhǎng)，真的是這樣嗎?它的生命循環(huán)周期究竟多少次呢?讓我們來(lái)揭開(kāi)真相。

什么是三元鋰電池?

在自然界中，鋰元素是最輕的、原子質(zhì)量最小的金屬，鋰化學(xué)性質(zhì)活潑，極易失去電子被氧化為L(zhǎng)i+，標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-3.045V，電化學(xué)當(dāng)量為0.26g/Ah，鋰元素的這些特點(diǎn)決定了它是一種具有很高比能量的材料。三元鋰電池是指采用鎳鈷錳三種過(guò)渡金屬氧化物為正極材料的鋰二次電池。它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環(huán)性能、鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點(diǎn)，利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協(xié)同的復(fù)合嵌鋰氧化物，是目前被廣泛研究和應(yīng)用的一種鋰離子可充電電池。

理論壽命僅是中等水平

三元鋰電池壽命是在使用到一定程度后，容量衰減程度比例所計(jì)算的，直接到容量壽命為零終止。業(yè)內(nèi)算法一般是三元鋰電池充滿電之后放電一次，這叫循環(huán)壽命。在使用過(guò)程中，鋰電池內(nèi)部發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)會(huì)造成電池容量的下降，比如使用不當(dāng)?shù)那闆r，或者極高溫或者極低溫情況下使用。比如電解液的分解，活性材料的失活，正負(fù)極結(jié)構(gòu)的坍塌導(dǎo)致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等等。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，更高倍率的放電會(huì)導(dǎo)致容量更快的衰減，如果放電電流較低，電池電壓會(huì)接近平衡電壓，能釋放出更多的能量。

生命循環(huán)究竟是多長(zhǎng)？

三元鋰電池理論壽命為1200次完全充放電，也就是完全循環(huán)壽命，按使用頻率來(lái)說(shuō)，三天一次完全充放電，一年120次完全充放電，三元鋰電池使用壽命達(dá)到十年，即使使用過(guò)程中有損耗或者充放電天數(shù)減少，也可以達(dá)到八年，注意，這里說(shuō)的是容量壽命，在八年之后三元鋰電池的容量還會(huì)有百分之六十以上，這是標(biāo)準(zhǔn)性所在。

三元鋰電池的理論壽命，在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據(jù)說(shuō)可以達(dá)到1萬(wàn)次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書(shū)中承諾大于500次(標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電)，但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問(wèn)題，主要是電壓和內(nèi)阻不可能完全一樣，其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進(jìn)行深度充放電，不然會(huì)對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來(lái)計(jì)算的話，循環(huán)壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會(huì)大幅下降到不足200次。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：動(dòng)力電池三元鋰電池

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