什么因素影响着锂离子电池的循环寿命?

2020-09-30      992 次浏览

电池寿命


锂离子电池只能充放电500次?


相信绝大部分消费者都听说过,锂离子电池的寿命是500次,500次充放电,超过这个次数,电池就寿终正寝了,许多朋友为了能够延长电池的寿命,每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电,这样对电池的寿命真的有延长用途吗?答案是否定的。锂离子电池的寿命是500次,指的不是充电的次数,而是一个充放电的周期。


一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程,这并不等同于充一次电。比如说,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。假如第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电池容量就会减少一点。不过,这个电量减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始容量的80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然,锂电寿命到了最终后仍是要更换的。


而所谓500次,是指厂商在恒定的放电深度(如80%)实现了625次左右的可充次数,达到了500个充电周期。


(80%*625=500)(忽略锂离子电池容量减少等因素)


而由于实际生活的各种影响,特别是充电时的放电深度不是恒定的,所以"500个充电周期"只能作为参考电池寿命。


正确的说法:锂电寿命和充电周期的完成次数有关,和充电次数没有直接关系。


简单的理解,例如,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。假如第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电量就会减少一点。不过,减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始电量的80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用,就是这个原因。当然锂电寿命到了最终还是要更换的。


锂电的寿命一般为300~500个充电周期。假设一次完全放电供应的电量为Q,如不考虑每个充电周期以后电量的减少,则锂电在其寿命内总共可以供应或为其补充300Q-500Q的电力。由此我们了解,假如每次用1/2就充,则可以充600-1000次;假如每次用1/3就充,则可以充900~1500次。以此类推,假如随机充电,则次数不定。总之,不论怎么充,总共补充进300Q~500Q的电力这一点是恒定的。所以,我们也可以这样理解:锂离子电池寿命和电池的总充电电量有关,和充电次数无关。深放深充和浅放浅充关于锂电寿命的影响相差不大。


那么有什么因素影响锂离子电池的循环使用寿命呢?


材料种类


关于锂离子电池生产厂家来说,材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素,选择了循环性能较差的材料,工艺再合理、制做再完善,电芯的循环也必然无法保证。选择了较好的材料,即使后续制成有些许问题,循环性能也可能不会差的过于离谱,从材料角度来看,一个全电池的循环性能,是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中,较差的一者来决定的,材料的循环性能较差,一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂,一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。


电解液量


大容量锂离子电池电解液量不足对循环出现影响重要有三个原因,一是注液量不足,二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分,三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕。


水分


过多的水分会与正负极活性物质发生反应、破坏其结构进而影响循环,同时水分过多也不利于SEI膜的形成,但是在痕量的水分难以除去的同时,痕量的水也可以一定程度上保证电芯性能。


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