三元鋰電生命循環(huán)究竟是多長？

時(shí)間:2018-09-19 09:06來源:科技愛好者 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。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，并逐漸取代傳統(tǒng)鉛酸蓄電池。對(duì)于傳統(tǒng)電池來說，三元鋰電池具有壽命長，節(jié)能環(huán)保無污染，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，真的是這樣嗎？它的生命循環(huán)周期究竟多少次呢？讓我們來揭開真相。
 
　   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Li+，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。
 
       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，按使用頻率來說，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)說可以達(dá)到1萬次循環(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)
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