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三元锂离子电池的实际循环寿命是多少?

钜大LARGE  |  点击量:5525次  |  2020年12月09日  

三元锂离子电池的实际循环寿命是多少?目前,动力锂离子电池重要有两种类型:磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池。三元锂离子电池循环500~1000次,磷酸铁锂循环2000次。今天我们将介绍三元锂离子电池的优缺点和三元锂离子电池的实际循环寿命。


什么是三元锂离子电池?


三元锂离子电池又称三元聚合物锂离子电池,指锂镍钴锰酸盐或锂镍钴铝酸盐作为阴极材料。三元锂离子电池体积小、容量密度大、耐低温,目前广泛应用于新能源汽车。例如,正如我们所知,特斯拉的所有车型都使用了三元锂离子电池。


三元锂离子电池。JPG


三元锂离子电池的实际循环寿命是多少?


三元锂离子电池的理论寿命约为800次,这使得它成为商用可充电锂离子电池的介质。磷酸铁锂大约有2000个循环,而钛酸锂据说可以达到10000个循环。目前,主流的电池制造商在他们的三元电池规格中承诺超过500次(在标准条件下充放电)。然而,电池组装成电池组后,重要原因是电压和内阻不能完全相同,循环寿命约为400倍。


厂家建议SOC使用窗口为10%-90%,不建议进行深度充放电,否则会对电池的正负结构造成不可逆的损伤。假如采用浅充浅放的计算方法,其循环寿命至少为1000倍。此外,假如在高功率和高温下持续充电,三元锂离子电池组的电池寿命可以下降到200次以下。


从理论上讲,三元锂离子电池组一般有2000次的充放电周期,但假如电池长时间大电流放电,或者电池频繁断电,电池寿命会大大缩短。


然而,在实践中,理论和应用是有差别的。假如进行1000次充放电循环,三元锂离子电池实际上已经衰变了50%,这意味着它在充满电的情况下只能运行原来范围的一半。那么如何防止呢?边走边充电,直到没电了再充电。此外,优秀的电池管理系统还可以延缓三元锂离子电池组的老化。


结合车辆实际情况,假如电池只能进行1000次充放电循环,则说明三元锂离子电池组已经衰变了50%,也就是说,充满电后只能运行原来续航距离的一半。电池寿命结束时的额定电流为70%;由于电池的老化是无法逆转的,唯一能做的就是更换电池。


影响三元锂离子电池寿命的因素


1.设计和制造过程的影响


材料选择是电池设计中的一个重要因素。不同材料的性能不同,所研制的电池也不同。正负极材料配合循环性能好,电池循环寿命长。在配料方面,应注意正负材料的添加。


2.充电截止电压的影响


NMC材料的去锂量与充电截止电压成正比。也就是说,充电截止电压越高,NMC材料的去锂量越大,相应的,材料的结构越不稳定。因此,有必要根据三元锂离子电池的设计寿命合理选择充电截止电压。


3.正负电极压实


阳极压实太高,虽然可以提高电池的能量密度,而且还一定程度上,减少材料的循环性能,从理论分析、压实,相当于越大越大损伤的结构材料,锂离子电池的结构可以被循环利用的基本是锂离子电池生命周期。


4.使用环境


虽然三元锂离子电池的使用环境非常广泛,但仍有需求。锂离子电池对温度非常敏感。长时间在冰点以下使用会对电池寿命造成很大的影响和危害。


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