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什么因素影響著鋰離子電池的循環壽命?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月30日  

電池壽命


鋰離子電池只能充放電500次?


相信絕大部分消費者都聽說過,鋰離子電池的壽命是500次,500次充放電,超過這個次數,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才進行充電,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,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,通常可能要經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。不過,這個電量減少幅度非常小,高品質的電池充過多次周期后,仍然會保留原始容量的80%,很多鋰電供電產品在經過兩三年后仍然照常使用。當然,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%)實現了625次左右的可充次數,達到了500個充電周期。


(80%*625=500)(忽略鋰離子電池容量減少等因素)


而由于實際生活的各種影響,特別是充電時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有關,和充電次數沒有直接關系。


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,通常可能要經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。不過,減少幅度非常小,高品質的電池充過多次周期后,仍然會保留原始電量的80%,很多鋰電供電產品在經過兩三年后仍然照常使用,就是這個原因。當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。假設一次完全放電供應的電量為Q,如不考慮每個充電周期以后電量的減少,則鋰電在其壽命內總共可以供應或為其補充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,假如隨機充電,則次數不定。總之,不論怎么充,總共補充進300Q~500Q的電力這一點是恒定的。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,和充電次數無關。深放深充和淺放淺充關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使用壽命呢?


材料種類


關于鋰離子電池生產廠家來說,材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素,選擇了循環性能較差的材料,工藝再合理、制做再完善,電芯的循環也必然無法保證。選擇了較好的材料,即使后續制成有些許問題,循環性能也可能不會差的過于離譜,從材料角度來看,一個全電池的循環性能,是由正極與電解液匹配后的循環性能、負極與電解液匹配后的循環性能這兩者中,較差的一者來決定的,材料的循環性能較差,一方面可能是在循環過程中晶體結構變化過快從而無法繼續完成嵌鋰脫鋰,一方面可能是由于活性物質與對應電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質與電解液過早發生副反應而使電解液過快消耗進而影響循環。


電解液量


大容量鋰離子電池電解液量不足對循環出現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間不夠或者正負極由于壓實過高等原因造成的浸液不充分,三是隨著循環電芯內部電解液被消耗完畢。


水分


過多的水分會與正負極活性物質發生反應、破壞其結構進而影響循環,同時水分過多也不利于SEI膜的形成,但是在痕量的水分難以除去的同時,痕量的水也可以一定程度上保證電芯性能。


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