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18650鋰電池循環壽命多久?

鉅大LARGE  |  點擊量:5627次  |  2018年06月28日  

摘要
隨著社會節能環保的提倡,越來越多的環保型產品被應用到市場當中。而在電池行業,三元鋰電池憑借著眾多的優勢迅速的占領了市場,并逐漸取代傳統鉛酸蓄電池。對于傳統電池來說,三元鋰電池具有壽命長,節能環保無污染,維護成本低,充放電完全,重量輕等等優勢,總說三元鋰電池壽命長,長到什么程度?

隨著社會節能環保的提倡,越來越多的環保型產品被應用到市場當中。而在電池行業,三元鋰電池憑借著眾多的優勢迅速的占領了市場,并逐漸取代傳統鉛酸蓄電池。對于傳統電池來說,三元鋰電池具有壽命長,節能環保無污染,維護成本低,充放電完全,重量輕等等優勢,總說三元鋰電池壽命長,長到什么程度?


三元鋰電池


什么是三元鋰電池?


在自然界中,鋰元素是*輕的,原子質量*小的金屬,它的原子量為6.94g/mol,ρ=0.53g/cm3。鋰化學性質活潑,極易失去電子被氧化為Li+,因此標準電極電位*負,為-3.045V,電化學當量*小,為0.26g/Ah,鋰元素的這些特點決定了它是一種具有很高比能量的材料。三元鋰電池是指采用鎳鈷錳三種過渡金屬氧化物為正極材料的鋰二次電池。它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環性能、鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點,利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協同的復合嵌鋰氧化物。是目前被廣泛研究和應用的一種鋰離子可充電電池。


三元鋰電池壽命


所謂鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間后,容量衰減為標稱容量(室溫25℃,標準大氣壓,且以0.2C放電的電池容量)的70%,即可認為壽命終止。行業內一般以鋰電池滿充滿放的循環次數來計算循環壽命。在使用的過程中,鋰電池內部會發生不可逆的電化學反應導致容量下降,比如電解液的分解,活性材料的失活,正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數量減少等等。實驗標明,更高倍率的放電會導致容量更快的衰減,如果放電電流較低,電池電壓會接近平衡電壓,能釋放出更多的能量。


三元鋰電池的理論壽命約為800次循環,在商業化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據說可以達到1萬次循環。目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規格書中承諾大于500次(標準條件下充放電),但是電芯在配組做成電池包后,由于一致性問題,主要是電壓和內阻不可能完全一樣,其循環壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%,不建議進行深度充放電,不然會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷,若是以淺充淺放來計算的話,循環壽命至少有1000次。另外,鋰電池若是經常在高倍率和高溫環境下放電,電池壽命會大幅下降到不足200次。


鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。


鋰電池一般能夠充放300-500次。最好對鋰電池進行部分放電,而不是完全放電,并且要盡量避免經常的完全放電。一旦電池下了生產線,時鐘就開始走動。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。


“鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。


鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的??沙潆婋姵氐牡谖宕a品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現在只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。


鋰離子電池的使用


這部分是本文的重點,我們分三點來談。


1、如何為新電池充電


在使用鋰電池中應注意的是,電池放置一段時間后則進入休眠狀態,此時容量低于正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經過3—5次正常的充放


電循環就可激活電池,恢復正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應。因此用戶手機中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設備的。不僅理論上是如此,從我自己的實踐來看,從一開始就采用標準方法充電這種“自然激活”方式是最好的。


對于鋰電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反復做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過的所有嚴肅的正式技術資料都強調過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電。通常,手機說明書上介紹的充電方法,就是適合該手機的標準充電方法。


此外,鋰電池的手機或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續10幾小時的“涓流”充電。也就是說,如果你的鋰電池在充滿后,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。


此外在對某些手機上,充電超過一定的時間后,如果不去取下充電器,這時系統不僅不停止充電,還將開始放電-充電循環。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對電池和手機/充電器的壽命而言是不利的。同時,長充電需要很長的時間,往往需要在夜間進行,而以我國電網的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動較大。前面已經說過,鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多,于是這又帶來附加的危險。


此外,不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電,過放電對鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問題。


2、正常使用中應該何時開始充電


在我們的論壇上,經??梢砸姷竭@種說法,因為充放電的次數是有限的,所以應該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關于鋰離子電池充放電循環的實驗表,關于循環壽命的數據列出如下:


循環壽命(10%DOD):>1000次


循環壽命(100%DOD):>200次


現在3.7V的18650一般循環壽命可達500~1000次左右,3.2V的18650一般壽命可達2000以上,當然前提是正規廠商生產的合格電池,如果是次品或假冒電池,壽命將會很短。


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