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影響鋰離子電池壽數的因素有什么

鉅大LARGE  |  點擊量:69次  |  2020年10月25日  

摘要
1. 鋰電池壽數有關的要素依據電池大學以為,影響鋰電池壽數的首要要素有以下:1) 充電次數;2) 放電深度;3) 充電截止電壓;4) 充電速度;5) 運用溫度;2. 充電次數對壽數的影響許多顧客乃至是

1.鋰離子電池壽數有關的要素


依據電池大學以為,影響鋰離子電池壽數的首要要素有以下:


1)充電次數;


2)放電深度;


3)充電截止電壓;


4)充電速度;


5)運用溫度;


2.充電次數對壽數的影響


許多顧客乃至是部分工程師以為,許多鋰離子電池規范書上標示的壽數估算:充電次數300次左右,以為是只要插入充電器一次,就算一次充電,這樣估算的話,假如顧客一天插入充電器2次,電池壽數就只要半年不到了。由于許多人了解電池仍是停留在鎳氫電池和鎳鎘電池上,由于該類型的電池是具備回憶效應,但是鋰離子電池沒有回憶效應,電池大學以為,鋰離子電池的一次完好循環應該這樣描繪:鋰離子電池以1C(充電最大電流)的電流充電到額外電壓4.2V,并且以0.05C充電電流涓流充電至電池飽滿,然后再以1C的放電速度放電到3V,此過程為一次完好的充放電循環。沒有充滿沒有放完都不算一次完好的充放電循環。假如你的電池從滿電狀況,用了十分之一的電量,然后又充滿了,這是十分之一個循環,這樣充10次,才基本算一個循環。一般的鋰離子電池的壽數的循環次數是300~500次(此刻電池并沒有徹底損壞,只是容量只要初始容量的60%~70%)。


3.放電深度DoD對壽數的影響


許多顧客乃至是部分工程師以為,鋰離子電池充電次數過多是有損電池的,所以運用過程中,都是滿充滿放,等到電池容量挨近0再充電,充電截止電壓設置為最高的閾值電壓4.2V。電池大學卻以為,鋰離子電池放電深度越低越好,如下圖2,舉個比如,1AH的LiPO4電池,100%DoD時,循環次數約600次,壽數內供給的容量J=1AH*600=600AH,假如以40%的DoD深度放電,能夠循環3000次,壽數內供給的容量J=1AH*0.4*3000=1200AH,比100%放電深度提高了50%的壽數。豐田的雙擎混動汽車,電池供給8年16萬公里的質保,對外宣揚便是:淺充淺放,壽數更長。


4.充電電壓對壽數的影響


電池大學以為,充電截止電壓對電池的壽數影響是要害性的,鋰離子電池在4.2V以下,有兩個重要的準則:


1、充電截止電壓在4.2V以下,每下降0.1V,可充電的循環次數就會提高一倍。


2、充滿電壓每下降70mV,電池的可用容量就會下降10%。


電動汽車,衛星中的鋰離子電池還必須具有8年以上的運用壽數。為完成此意圖,電池僅被充電至3.90V/電池或更低。NASA的一個風趣發現是,駐留在4.10V/電池以上的鋰離子由于陰極上的電解質氧化而趨于分解,而充電至較低電壓的鋰離子則由于SEI在陽極上積聚而失掉容量。美國國家航空航天局(NASA)報告說,一旦鋰離子在衛星中傳遞了大約40,000個周期之后,它通過了8年大關,則由這種現象引起的電池質量惡化很快就會發展。充電至3.92V/電池好像能夠最大程度地延伸運用壽數,但這只能使容量下降約60%。瑞典查爾默斯科技大學報告說,運用下降的50%SOC(state-of-charge充電方法)充電量可使汽車鋰離子電池的預期壽數提高44–130%。


大多數用于手機,筆記本電腦,平板電腦和數碼相機的設計者將將鋰離子電池充電至4.20V。這是運行的極限閾值。由于消費電子更新周期一般是3年,運用者希望的是更長的續航時刻,許多山寨品牌便是為了尋求榨干所有的容量,將充電電壓提高到4.3V乃至更高。另一方面,工業界更重視壽數,并可能選擇較低的電壓閾值,充電閾值由各個廠家自行設定,并沒有統一的規范。


5.充電速度如何影響壽數


電池大學以為,鋰離子電池充電速度(充電電流)對鋰離子電池的壽數有要害的影響,充電速度越快,電池的壽數越短。下圖5是900mAH鋰離子電池作為比照實驗,C:電池表示的容量數值。例如,2600mAh的鋰充電電池,1C=2.6A;3400mAh的鋰充電電池1C=3.4A。由實驗成果可知,1C的充電速度,500個循環后剩下滿容量為800mAH,削減100mAH,容量下降約11%。假如以2C的充電速度充電,500個循環后剩下滿容量為500mAH,削減400mAH,容量下降約44%?,F在的手機廠商都在尋求充電速度,卻是犧牲電池壽數為價值,好在消費電子更新頻率足夠高。


6.溫度對壽數的影響?


電池大學以為,鋰離子電池的工作溫度對電池壽數有很大的影響,實驗顯示,鋰離子電池經歷過100次的循環充放電,在20℃時,NCM材質鋰離子電池的容量只下降到97.7,而溫度升高到60℃,電池的容量下降到只要60%左右。所以要盡可能讓電池維持在常溫的狀況。


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