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三元锂电池寿命是多久_三元锂电池寿命问题解析

 时间:2019-09-17 12:24

  由于构成锂电池的电解质材料各有不同,锂离子电池也被划分为三元锂电池和液态锂离子电池两种。三元锂离子电池与液态锂离子电池的正负极材料相同,电池工作原理相似,而其中的电解质互不相同。三元锂电池轻质、储能能力强、放电性能好并且可以造成各种形状,并且寿命较长。三元锂电池的电解质为固态电解质,相对于液态锂离子电池的液态电解质,三元锂电池可以造成各种形状从而改善电池的比容量。

  随着全球污染的日益加剧,节能环保成了社会发展的重中之重,目前我国大力提倡环保,并出台了部分相关的政策,所以,市场上的环保设备越来越多。包括汽油车的减少,新能源汽车的市场投放,小到充电宝等产品,都是环保电池。也就是锂电池,锂电池较传统铅酸点来来说,有充电时间短,循环寿命长,节能环保无污染,重量轻,使用寿命长等特性。说它寿命长,长到哪里呢?

  国际统一标准下,电池的寿命不是通过时间来表示的,而是通过循环次数,也就是完整的放完电算一次,一般的锂电池是在300-500次之间,A品三元电池可达800次。所以选择好的电池供应商电池的品质才会得到保证,使用寿命会更长。

  如果在高温环境中使用锂离子电池,比如350C以上的温度,电池储存的电量将会持续减少,由此导致电池的使用寿命不会像在常温环境工作中的时间那么长。在这种高温环境下给电池充电,电池将受到很大程度的损伤,由此影响电池的使用寿命。即使在较热环境中充电也会对电池造成不同程度的损伤,因此应该尽量避免在高温环境下给电池充电。如果在低温环境下给电池充电,比如低于40C的环境中,同样也会给电池造成损坏。

  如果长期没有给三元锂离子电池充电,会降低其寿命。三元锂离子电池需要在电子长期保持流动的状态下才会达到其理想的使用寿命。三元锂离子电池在全球的商业化生产技术并不是很成熟,现在所占有的市场份额并不高。

  三元锂电池的理论寿命约为800次循环,在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次(标准条件下充放电),但是电芯在配组做成电池包后,由于一致性问题,主要是电压和内阻不可能完全一样,其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%,不建议进行深度充放电,不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤,若是以浅充浅放来计算的线次。另外,锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电,电池寿命会大幅下降到不足200次。

  在自然界中,锂元素是最轻的,原子质量最小的金属,它的原子量为6.94g/mol,=0.53g/cm3。锂化学性质活泼,极易失去电子被氧化为Li+,因此标准电极电位最负,为-3.045 V,电化学当量最小,为0.26 g/Ah,锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。三元锂电池是指采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物。是目前被广泛研究和应用的一种锂离子可充电电池。

  所谓锂电池寿命是指电池在使用过一段时间后,容量衰减为标称容量(室温25℃,标准大气压,且以0.2C放电的电池容量)的70%,即可认为寿命终止。行业内一般以锂电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。在使用的过程中,锂电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降,比如电解液的分解,活性材料的失活,正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验标明,更高倍率的放电会导致容量更快的衰减,如果放电电流较低,电池电压会接衡电压,能释放出更多的能量。

  目前,三元锂离子电池的市场价格要高于液态锂离子电池,相对于液态锂离子电池,其寿命长,安全性能良好,相信在不久的将来会有很大的上升空间。

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