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三元鋰離子電池組真實(shí)循環(huán)壽命是多長(zhǎng)時(shí)間

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1475次  |  2021年02月05日  

三元鋰離子電池又被為三元聚合物鋰離子電池,指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰離子電池。由于三元鋰離子電池體積更小、能力密度更高、耐低溫,目前正廣泛應(yīng)用于新能源汽車上,比如我們熟知的特斯拉,旗下所有車型都是采用了三元鋰離子電池。


三元鋰離子電池組真實(shí)循環(huán)壽命是多長(zhǎng)時(shí)間?


三元鋰離子電池組的理論壽命約為800次循環(huán),在商業(yè)化的可充電鋰離子電池中屬于中等。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,重要是電壓和內(nèi)阻不可能完全相同,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,三元鋰離子電池組若是經(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。


從理論上來(lái)講,三元鋰離子電池組一般能有2000次充放電循環(huán),不過(guò)假如長(zhǎng)時(shí)間大電流放電,或者經(jīng)常虧電,那電池的使用壽命將會(huì)驟減,我們算作一天一充,也能維持5年多。


不過(guò)實(shí)際上使用與理論還是有差別的,假如進(jìn)行1000次充放電循環(huán),實(shí)質(zhì)上三元鋰離子電池已經(jīng)衰減了50%,也就是說(shuō)充滿電只能跑原來(lái)里程的一半。所以如何防止這種情況呢?隨用隨充,不要把電耗盡才去充電。另外,優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)也能減緩三元鋰離子電池組衰減。


綜合實(shí)際用車情況來(lái)看,假如電池只能進(jìn)行1000次充放電循環(huán),就說(shuō)明三元鋰離子電池組已經(jīng)衰減了50%,也就是說(shuō)充滿電只能跑原來(lái)里程的一半。而目前認(rèn)為電池壽命終止的標(biāo)稱容為70%;由于電池衰減不可以逆,唯一能做的就只有換電池。


三元鋰離子電池壽命影響的因素


1、設(shè)計(jì)和制造工藝的影響


在電池設(shè)計(jì)過(guò)程中,材料的選擇是重要的因素。不同的材料性能特性不同,所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好,電池的循環(huán)壽命才會(huì)長(zhǎng)。在配料方面,要注意正、負(fù)材料的添加量。


2、充電截止電壓的影響


NMC材料的脫鋰數(shù)量與充電截止電壓成正比,也就是說(shuō)充電截止電壓越高NMC材料的脫鋰量也就越大,相應(yīng)地材料的結(jié)構(gòu)也就越不穩(wěn)定。因此要根據(jù)三元鋰離子電池組的設(shè)計(jì)壽命合理選擇充電截止電壓。


3、正負(fù)極壓實(shí)


正負(fù)極壓實(shí)過(guò)高,雖然可以提高電芯的能量密度,但是也會(huì)一定程度上降低材料的循環(huán)性能,從理論來(lái)分析,壓實(shí)越大,相當(dāng)于對(duì)材料的結(jié)構(gòu)破壞越大,而材料的結(jié)構(gòu)是保證鋰離子電池可以循環(huán)使用的基礎(chǔ)即鋰離子電池壽命的周期。


4、使用環(huán)境


三元鋰離子電池組的使用環(huán)境雖然很廣泛,但是還是有要求的,鋰離子電池關(guān)于溫度是極其敏感的,假如長(zhǎng)期處于冰點(diǎn)以下使用,可能對(duì)電池壽命造成極大影響和危害。


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