三元锂离子电池使用寿命究竟又多长?

2020-12-28      959 次浏览

随着节能环保的推进,越来越多的环保产品被应用到市场上。在电池行业,三元锂离子电池凭借诸多优势迅速占领市场,并逐渐取代传统的铅酸电池。关于传统电池来说,三元锂离子电池具有使用寿命长、节能环保无污染、维护成本低、充放电充分、重量轻等优点,总是说三元锂离子电池使用寿命长,长到什么程度?


三元锂离子电池


什么是三元锂离子电池?


锂本质上是*轻、相对原子质量*小的金属,其相对原子质量为6.94g/mol,=0.53g/cm3。锂在化学中很活跃,很容易失去电子被氧化成锂离子。因此,标准电极电位*为负,为-3.045V,电化学当量*较小,为0.26g/Ah。锂的这些特性决定了它是一种比能非常高的材料。三元锂离子电池是指以三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。充分综合的特点,良好的循环性能的锂钴氧化物,nickelate锂比容量高,高安全性和低成本锂锰酸盐,和合成复合嵌锂氧化物协同多个元素如镍钴锰通过分子水平的混合、掺杂、涂层和表面改性。它是目前广泛研究和应用的一种锂离子充电电池


三元锂离子电池寿命


所谓锂离子电池寿命是指电池在使用一段时间后,容量衰减是公称容量(室温25℃,标准大气压,0.2C放电电池容量)的70%,可以认为是结束了电池的寿命。一般来说,锂离子电池的循环寿命是根据满放电的循环次数来计算的。在使用的过程中,锂离子电池内部会发生不可逆的电化学反应,导致产量下降,如电解液的分解,活性物质的失活,正负电极结构的崩溃,导致数量的减少锂离子嵌入和deembedded,等等。实验表明,放电速率越高,容量衰减越快。假如放电电流较低,电池电压会接近平衡电压,释放更多的能量。


三元锂离子电池的理论寿命约为800次,在商用可充电锂离子电池中处于中等水平。磷酸铁锂大约有2000个循环,而钛酸锂据说有10000个循环。当前主流电池制造商在他们生产的三元电池规范承诺500倍(在标准条件下的充电和放电),但在细胞制成电池,由于一致性问题,重要是电压和内阻不能完全相同,其循环寿命约为400次。厂家建议SOC使用窗口为10%~90%,不建议进行深度充放电,否则会对电池的正极和负极结构造成不可逆的损伤。假如电池是通过光充电和光放电来计算,那么电池的循环寿命至少是1000倍。此外,假如锂离子电池经常处于高功率和高温环境中,电池寿命将显著降低到200倍以下。


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