鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2429次 | 2018年05月05日
電動(dòng)汽車鋰電池壽命可以用過多久
隨著新能源汽車的迅速普及,各大汽車廠商也看到了電動(dòng)汽車的發(fā)展前景,不少?gòu)S商開始紛紛嘗試推出電動(dòng)汽車,但是就目前的情況來(lái)看,電動(dòng)汽車還有些尚待解決的問題,比如電動(dòng)汽車鋰電池壽命可以用過多久?充電慢、續(xù)航里程短等,但在這些問題中,還有一般容易被消費(fèi)者忽略的重要問題——電動(dòng)汽車電池的壽命。
澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)昨天發(fā)表研究報(bào)告稱,該機(jī)構(gòu)科學(xué)家發(fā)明了一種更簡(jiǎn)單的方法用來(lái)延長(zhǎng)充電鋰電池的壽命,該機(jī)構(gòu)將這種方式命名為“鹽浴”。
據(jù)悉,改方法由CSIRO與皇家墨爾本理工大學(xué)、昆士蘭科技大學(xué)合作研究發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)CSIRO的研究人員介紹,他們所用的材料是一種離子液,這種離子液也稱常溫熔鹽,是一種透明、無(wú)色、無(wú)味、且阻燃的獨(dú)特液體,這些材料可以在電極表面形成一層保護(hù)膜,使電池在使用時(shí)保持穩(wěn)定。處理電池的過程和原理為,在電池組裝前,將鋰金屬電極浸沒在含有離子液和鋰鹽的混合電解液中,經(jīng)過這種處理后,不但能延長(zhǎng)電池的壽命,而且可以將電池的續(xù)航時(shí)間延長(zhǎng),性能和安全性也能得到一定的增強(qiáng)。
現(xiàn)階段各個(gè)廠商嘗試研發(fā)的電動(dòng)汽車所載電池基本都是蓄電池(鋰離子電池為主)和燃料電池,燃料電池由于研發(fā)成本和維護(hù)費(fèi)用過高(燃料電池的維護(hù)成本大概是蓄電池的三到四倍左右),不太適合現(xiàn)階段的電動(dòng)汽車發(fā)展。所以暫且不提,單說現(xiàn)在普遍使用的鋰電池。
普通的電子產(chǎn)品上的鋰離子電池使用壽命大概是5到20年,平均為8年,而以現(xiàn)在的技術(shù)水平,鋰離子電池在電動(dòng)汽車上的使用壽命只有大約3-5年。當(dāng)電動(dòng)汽車上的電池容量衰減到初始容量的80%以下時(shí),電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程將會(huì)明顯減少,當(dāng)電池容量衰減到70%以下時(shí),就必須要更換電池了。對(duì)于目前的很多純電動(dòng)汽車來(lái)說,電池的成本大約占汽車總成本的40%左右,也就是說,更換電池就相當(dāng)于換了小半個(gè)車。
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%
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。
所謂鋰電池壽命是指電池在使用過一段時(shí)間后,容量衰減為標(biāo)稱容量(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)一般以鋰電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來(lái)計(jì)算循環(huán)壽命。在使用的過程中,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。
三元鋰電池在路燈領(lǐng)域的電池組的理論壽命約為800次循環(huán),在基站電池組的應(yīng)用理論壽命是大于1600次。其實(shí)三元鋰電池的循環(huán)使用壽命在2000次以上,而超過1000次左右容量會(huì)降低到原容量的90%。在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中上等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據(jù)說可以達(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,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。
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