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什么因素影响着锂离子电池的循环寿命以及价格?

钜大LARGE  |  点击量:946次  |  2020年10月02日  

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。

锂离子电池价格的影响因素


一、电芯的选型:


一是不同材料体系电芯的选型会影响到整个锂离子电池价格。锂离子电池根据正极材料的不同,会有锰酸锂(3.6V)、钴酸锂(3.7V/3.8V)、镍钴锰酸锂(俗称三元,3.6V)、磷酸铁锂(3.2V)、钛酸锂(2.3V/2.4V)等多种材料体系的电芯,其不同材料体系的电芯,其电压平台、安全系数、循环使用次数、能量密度比、工作温度等都不相同。


二是不同品牌的电芯的价格也会相差很大,总的价格梯度可分为:特种电芯(包括超低温、超高温、超高倍率、异型)、日系(松下、三洋、索尼)、韩系(三星、LG)、国产(国产又分为一线(力神、比克、比亚迪、ATL)、二线,甚至可以分到五线、六线),同材料体系而不同品牌的电芯,价格差异也会非常之大,而且通过市场优胜劣汰出来的各品牌电芯的品质(安全型、一致性、稳定性)基本上是与价格成正比的。


二、锂离子电池PCM的需求和设计


PCM设计可分为:基本保护、通讯、BMS


基本保护:基本保护含过充、过放、过流和短路保护,可以根据产品需求新增过温保护等


通讯:通讯协议可分为I2C、RS485、RS232、CANBUS、HDQ、SMBUS等,还有简单的电量显示,可以采用加电量计采用LED指示。


BMS:BMS是BATTERYMANAGEMENTSYSTEM的第一个字母简称组合,称之谓电池管理系统,俗称之为电池保姆或电池管家,重要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。其重要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。次系统多应用于电动汽车电池。


三、锂离子电池外壳的需求与设计


锂离子电池外壳设计可分为:PVC热封、塑胶、金属


PVC热封:电池组外部具体采用什么样的外壳封装形式,重要是取决于客人的产品具体需求,关于采用PVC热封的封装形式,一般适用于电芯串并数量不多,整体重量较轻(≤2kg)的情况下,可以采用。但是关于整体重量≥1kg的电池组,要在电芯之间加固定支架,外围加玻纤板防护后,再采用PVC热封。


塑胶:采用塑胶外壳,重要是不同的电池组定型后,涉及到的外壳有可能要开模,模具费用是一笔不小的开支,如开发前期,产品未定型,可以采用手板外壳打样(手板强度不如开模定型后材质强度),对外壳的材质和工艺(特别是带三防要求)要求不同,也会影响成本。


金属:金属外壳也是和塑胶外壳相同,产品未定型前或数量需求不多,建议采用钣金制样,这样重要是制样交期较短,如批量较大,也建议开模。关于金属外壳有防水等级要求的,也会大大影响到成本,还有就是特殊材质(如钛合金等)金属外壳要求的,成本会更高。


锂离子电池的成本重要由电芯、PCM、结构件构成,另要加上公司的PACK费用、老化费用、管理费用等。同时由于产品技术难度,采购用量,不良率的要求不同,锂离子电池价格也会相差很大!


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