钜大LARGE | 点击量：581次 | 2019年06月11日
怎样才能延长电池的使用寿命你知道吗？
首先从影响新能源汽车电池的因素说起，新能源汽车现在主要使用的是三元锂电池和磷酸铁电池，氢燃料电池的普及率还不高，所以我们只说一下影响三元锂电池和磷酸铁电池寿命的因素：主要有充放电循环次数和湿搁置使用年限这两点，一般来说，三元锂电池的充放电循环次数为600-1000次，磷酸铁电池为2000次，湿搁置使用年限均为5-8年，此外还要综合衡量放电深度、温湿度和充电制式的因素，一般来讲，三元锂电池汽车的电池寿命达到6年，磷酸铁电池汽车的电池寿命达到7年是没有问题的。
其次从延长新能源汽车寿命的措施来说，一般来讲，电池的寿命在出厂时就已经决定了，但是在使用过程中发现，往往达不到理想的年限，电池就出现了问题，这就需要我们在实际使用过程中，采取一些措施来保护电池，延长使用寿命。
首先是充电的时机，锂电池技术的发展，已经能够实现对电池的随充随用，而不是像以前那样用完才充，这样可以使得电池能够始终处于活性状态。其次是尽量匀速行驶，电动汽车和传统燃油车一样，匀速行驶利于保护三电系统。第三是电动汽车长时间不用时，要经常充电。电池的特性决定了，在长时间亏电状态下寿命下降很快，所以较长时间不使用电动汽车时，也要经常充电，确保电池电量充足。
，新能源汽车的电池寿命一般为6到7年，只要我们保持良好的驾驶习惯，学会正确的充电方式方法，注意不让电池长时间处于亏电状态，那么爱车的电池寿命或许还能延长。
最近新闻报道的动力锂电池技术路线，提起高镍三元锂电池将在今后几年内成为动力电池的主力，能量密度迈上300Wh/kg的台阶。本文旨在围观，关心一下高镍三元的前世今生。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1锂电池工作原理
当前常见的锂电池，主要有三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂等等，都是按照正极材料的类型来命名。与之配对使用的商业化负极材料一般都是石墨负极。基本工作原理如下图所示。
如上图所示。在充电过程中，由于电池外加端电压的作用，正极集流体附近的电子在电场驱动下向负极运动，到达负极后，与负极材料中的锂离子结合，形成局部电中性存放在石墨间隙中；消耗了部分锂离子的负极表面，锂离子浓度变低，正极与负极之间形成离子浓度差。在浓差驱动下，正极材料中的锂离子从材料内部向正极表面运动，并沿着电解质，穿过隔膜，来到负极表面；进一步在电势驱动作用下，向负极材料深处扩散，与从外电路过来的电子相遇，局部显示电中性滞留在负极材料内部。放电过程则刚好相反，包含负载的回路闭合后，放电过程开始于电子从负极集流体流出，通过外电路到达正极；终于锂离子嵌入正极材料，与外电路过来的电子结合。
负极石墨为层状结构，锂离子的嵌入和脱出的方式，在不同类型的锂离子中没有太大差异。不同正极材料，其晶格结构存在明显差异，充放电过程中的锂离子扩散进出，过程略有不同。
2主要正极材料的类型和特点
当前商业化比较充分的正极材料主要有钴酸锂，磷酸铁锂，锰酸锂和三元锂四种。其中，钴酸锂虽然能量密度等方面存在明显优势，但是安全问题成了瓶颈，使用的范围越来越小。锰酸锂，循环性能比较差，高温性能不好，虽然抗过充能力强，成本又低，但现在主要只在低端或低速车辆上还有使用，市场份额也在缩小。只剩下磷酸铁锂和三元锂是当前真正的主流，二者一个占据能量密度和低温性能的优势，另一个则拥有循环寿命和安全性的优势，国家政策和终端用户在二者之间有些难于抉择。目前为止，公交车主要使用磷酸铁锂，乘用车等对续航和客户体验要求较高的车型则选择三元锂电池。
3三元锂正极材料结构和特点
三元材料是过去几年的热点，其中Ni成分，可以提高材料活性，提高能量密度；Co成分也是活性物质，既能稳定材料的层状结构，又能减小阳离子混排，便于材料深度放电，从而提高材料的放电容量；Mn成分，在材料中起到支撑作用，提供充放电过程中的稳定性。三元锂，基本上综合体现了几种材料的优点。
在三元材料这个大的类别下面，材料中三种金属元素比例不同，可以看成不同种类的三元材料。一类是Ni:Mn等量型，第二类是Ni:Mn不等量型。
等量型的代表是NCM424和NCM111。在充放电过程中，+4价的Mn不变价，在材料中起到稳定结构的作用，+2价的Ni变为+4价，失去两个电子，使得材料有着高的比容量。
Ni、Mn不等量型，就是本文的主角，又叫高镍型三元锂，主要的代表型号是NCM523，NCM622和NCM811。富镍型三元材料在电压平台低于4.4V（相对于Li+/Li）时，一般认为主要是Ni为+2/+3价参与氧化还原反应，化合价升高到+4价。当电压高于4.4V时，Co3+参与反应变为+4价，Mn4+不参加反应起稳定结构作用。
高镍三元给正极带来的影响
不同比例NCM材料的优势不同，可以根据具体的应用要求加以选择。Ni表现高的容量，低的安全性；Co表现高成本，高稳定性；Mn表现高安全性、低成本。要想提高电池的能量密度，提升车辆续驶里程，当前主流观点是在高镍方向上，提高高镍三元的安全性达到车辆使用要求。在三元及前文提及的磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂等成熟商用技术路线以外，也存在着锂硫电池，锂空气电池以及全固态电池等多个技术方向，但都距离成熟商用还比较远。
三元锂电池的电化学性质和安全性主要取决于微观结构（颗粒形态和体积结构稳定性）和物理化学性质（Li+扩散系数、电子传导率、体积膨胀率和化学稳定性）的影响。
Ni增加使循环性能变差；热稳定性变差；充放电过程中表面反应不均匀；反应产物中存在大比例的Ni2+，导致材料呈氧化性，缓慢氧化电解质，过程中放出气体。
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