鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:11591次 | 2018年06月28日
18650鋰電池循環(huán)壽命多久?
隨著社會(huì)節(jié)能環(huán)保的提倡,越來(lái)越多的環(huán)保型產(chǎn)品被應(yīng)用到市場(chǎng)當(dāng)中。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),總說(shuō)三元鋰電池壽命長(zhǎng),長(zhǎng)到什么程度?
三元鋰電池
什么是三元鋰電池?
在自然界中,鋰元素是*輕的,原子質(zhì)量*小的金屬,它的原子量為6.94g/mol,ρ=0.53g/cm3。鋰化學(xué)性質(zhì)活潑,極易失去電子被氧化為L(zhǎng)i+,因此標(biāo)準(zhǔn)電極電位*負(fù),為-3.045V,電化學(xué)當(dāng)量*小,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。
三元鋰電池壽命
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
所謂鋰電池壽命是指電池在使用過(guò)一段時(shí)間后,容量衰減為標(biāo)稱(chēng)容量(室溫25℃,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,且以0.2C放電的電池容量)的70%,即可認(rèn)為壽命終止。行業(yè)內(nèi)一般以鋰電池滿(mǎn)充滿(mǎn)放的循環(huán)次數(shù)來(lái)計(jì)算循環(huán)壽命。在使用的過(guò)程中,鋰電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致容量下降,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。
三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán),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(huà),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。
鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。
鋰電池一般能夠充放300-500次。最好對(duì)鋰電池進(jìn)行部分放電,而不是完全放電,并且要盡量避免經(jīng)常的完全放電。一旦電池下了生產(chǎn)線(xiàn),時(shí)鐘就開(kāi)始走動(dòng)。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。
“鋰電池”,是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí),M.S.Whittingham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
鋰電池大致可分為兩類(lèi):鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的??沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,現(xiàn)在只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。
鋰離子電池的使用
這部分是本文的重點(diǎn),我們分三點(diǎn)來(lái)談。
1、如何為新電池充電
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是,電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時(shí)容量低于正常值,使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放
電循環(huán)就可激活電池,恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶(hù)手機(jī)中的新鋰電池在激活過(guò)程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此,從我自己的實(shí)踐來(lái)看,從一開(kāi)始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。
對(duì)于鋰電池的“激活”問(wèn)題,眾多的說(shuō)法是:充電時(shí)間一定要超過(guò)12小時(shí),反復(fù)做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法,可以說(shuō)一開(kāi)始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過(guò)的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。通常,手機(jī)說(shuō)明書(shū)上介紹的充電方法,就是適合該手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)充電方法。
此外,鋰電池的手機(jī)或充電器在電池充滿(mǎn)后都會(huì)自動(dòng)停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說(shuō),如果你的鋰電池在充滿(mǎn)后,放在充電器上也是白充。而我們誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失,所以你的電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是我們反對(duì)長(zhǎng)充電的另一個(gè)理由。
此外在對(duì)某些手機(jī)上,充電超過(guò)一定的時(shí)間后,如果不去取下充電器,這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電,還將開(kāi)始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對(duì)電池和手機(jī)/充電器的壽命而言是不利的。同時(shí),長(zhǎng)充電需要很長(zhǎng)的時(shí)間,往往需要在夜間進(jìn)行,而以我國(guó)電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多,于是這又帶來(lái)附加的危險(xiǎn)。
此外,不可忽視的另外一個(gè)方面就是鋰電池同樣也不適合過(guò)放電,過(guò)放電對(duì)鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問(wèn)題。
2、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開(kāi)始充電
在我們的論壇上,經(jīng)??梢砸?jiàn)到這種說(shuō)法,因?yàn)槌浞烹姷拇螖?shù)是有限的,所以應(yīng)該將手機(jī)電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個(gè)關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實(shí)驗(yàn)表,關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下:
循環(huán)壽命(10%DOD):>1000次
循環(huán)壽命(100%DOD):>200次
現(xiàn)在3.7V的18650一般循環(huán)壽命可達(dá)500~1000次左右,3.2V的18650一般壽命可達(dá)2000以上,當(dāng)然前提是正規(guī)廠商生產(chǎn)的合格電池,如果是次品或假冒電池,壽命將會(huì)很短。