鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:983次 | 2020年09月30日
什么因素影響著鋰離子電池的循環(huán)壽命?
電池壽命
鋰離子電池只能充放電500次?
相信絕大部分消費(fèi)者都聽說過,鋰離子電池的壽命是500次,500次充放電,超過這個次數(shù),電池就壽終正寢了,許多朋友為了能夠延長電池的壽命,每次都在電池電量完全耗盡時(shí)才進(jìn)行充電,這樣對電池的壽命真的有延長用途嗎?答案是否定的。鋰離子電池的壽命是500次,指的不是充電的次數(shù),而是一個充放電的周期。
一個充電周期意味著電池的所有電量由滿用到空,再由空充到滿的過程,這并不等同于充一次電。比如說,一塊鋰電在第一天只用了一半的電量,然后又為它充滿電。假如第二天還如此,即用一半就充,總共兩次充電下來,這只能算作一個充電周期,而不是兩個。因此,通??赡芤?jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期,電池容量就會減少一點(diǎn)。不過,這個電量減少幅度非常小,高品質(zhì)的電池充過多次周期后,仍然會保留原始容量的80%,很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用。當(dāng)然,鋰電壽命到了最終后仍是要更換的。
而所謂500次,是指廠商在恒定的放電深度(如80%)實(shí)現(xiàn)了625次左右的可充次數(shù),達(dá)到了500個充電周期。
(80%*625=500)(忽略鋰離子電池容量減少等因素)
而由于實(shí)際生活的各種影響,特別是充電時(shí)的放電深度不是恒定的,所以"500個充電周期"只能作為參考電池壽命。
正確的說法:鋰電壽命和充電周期的完成次數(shù)有關(guān),和充電次數(shù)沒有直接關(guān)系。
簡單的理解,例如,一塊鋰電在第一天只用了一半的電量,然后又為它充滿電。假如第二天還如此,即用一半就充,總共兩次充電下來,這只能算作一個充電周期,而不是兩個。因此,通??赡芤?jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期,電量就會減少一點(diǎn)。不過,減少幅度非常小,高品質(zhì)的電池充過多次周期后,仍然會保留原始電量的80%,很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用,就是這個原因。當(dāng)然鋰電壽命到了最終還是要更換的。
鋰電的壽命一般為300~500個充電周期。假設(shè)一次完全放電供應(yīng)的電量為Q,如不考慮每個充電周期以后電量的減少,則鋰電在其壽命內(nèi)總共可以供應(yīng)或?yàn)槠溲a(bǔ)充300Q-500Q的電力。由此我們了解,假如每次用1/2就充,則可以充600-1000次;假如每次用1/3就充,則可以充900~1500次。以此類推,假如隨機(jī)充電,則次數(shù)不定??傊?,不論怎么充,總共補(bǔ)充進(jìn)300Q~500Q的電力這一點(diǎn)是恒定的。所以,我們也可以這樣理解:鋰離子電池壽命和電池的總充電電量有關(guān),和充電次數(shù)無關(guān)。深放深充和淺放淺充關(guān)于鋰電壽命的影響相差不大。
那么有什么因素影響鋰離子電池的循環(huán)使用壽命呢?
材料種類
關(guān)于鋰離子電池生產(chǎn)廠家來說,材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素,選擇了循環(huán)性能較差的材料,工藝再合理、制做再完善,電芯的循環(huán)也必然無法保證。選擇了較好的材料,即使后續(xù)制成有些許問題,循環(huán)性能也可能不會差的過于離譜,從材料角度來看,一個全電池的循環(huán)性能,是由正極與電解液匹配后的循環(huán)性能、負(fù)極與電解液匹配后的循環(huán)性能這兩者中,較差的一者來決定的,材料的循環(huán)性能較差,一方面可能是在循環(huán)過程中晶體結(jié)構(gòu)變化過快從而無法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰,一方面可能是由于活性物質(zhì)與對應(yīng)電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。
電解液量
大容量鋰離子電池電解液量不足對循環(huán)出現(xiàn)影響重要有三個原因,一是注液量不足,二是雖然注液量充足但是老化時(shí)間不夠或者正負(fù)極由于壓實(shí)過高等原因造成的浸液不充分,三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。
水分
過多的水分會與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán),同時(shí)水分過多也不利于SEI膜的形成,但是在痕量的水分難以除去的同時(shí),痕量的水也可以一定程度上保證電芯性能。