三元锂电池生命循环周期有多少次？
来源：宝鄂实业
2019-05-29 11:09
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什么是三元锂电池？
在自然界中，锂元素是最轻的、原子质量最小的金属，锂化学性质活泼，极易失去电子被氧化为Li+，标准电极电位为-3.045V，电化学当量为0.26g/Ah，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。三元锂电池是指采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物，是目前被广泛研究和应用的一种锂离子可充电电池。
理论寿命仅是中等水平
三元锂电池寿命是在使用到一定程度后，容量衰减程度比例所计算的，直接到容量寿命为零终止。业内算法一般是三元锂电池充满电之后放电一次，这叫循环寿命。在使用过程中，锂电池内部发生不可逆化学反应会造成电池容量的下降，比如使用不当的情况，或者极高温或者极低温情况下使用。比如电解液的分解，活性材料的失活，正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验标明，更高倍率的放电会导致容量更快的衰减，如果放电电流较低，电池电压会接近平衡电压，能释放出更多的能量。
三元锂电池理论寿命为1200次完全充放电，也就是完全循环寿命，按使用频率来说，三天一次完全充放电，一年120次完全充放电，三元锂电池使用寿命达到十年，即使使用过程中有损耗或者充放电天数减少，也可以达到八年，注意，这里说的是容量寿命，在八年之后三元锂电池的容量还会有百分之六十以上，这是标准性所在。
三元锂电池的理论寿命，在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次，而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次（标准条件下充放电），但是电芯在配组做成电池包后，由于一致性问题，主要是电压和内阻不可能完全一样，其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%，不建议进行深度充放电，不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤，若是以浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。另外，锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电，电池寿命会大幅下降到不足200次。
动力电池选择磷酸铁锂电池好还是三元锂电池好?动力磷酸铁锂电池作为电动汽车、电动自行车、储能等新能源产业最重要组成部分，对进一步促进和提升企业的技术水平起关键作用，但是近几年来随着三元锂电池技术快速发展，给锂电池的产业带来了一定的冲击力。三元材料锂电池则有可能代替磷酸铁锂电池，成为汽车动力电池发展主流趋势。
磷酸铁锂电池：
就是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素（比如钴等）。由于不含有贵重金属材料，磷酸铁锂电池的原材料成本就可以被压缩的非常低廉。在实际使用中，磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，价格便宜，循环性能更好的优势。
三元锂电池：
是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料，石墨作为负极材料的锂电池。与磷酸铁锂不同，三元锂电池电压平台很高，这也就意味着在相同的体积或是重量下，三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充电、和耐低温性能等方面，三元锂电池也有很大的优势。
动力电池选择磷酸铁锂电池好还是三元锂电池好?
目前国内的动力电池主要分为两个派系，根据正极材料的不同分为磷酸铁锂派和三元材料派。小编觉得未来动力电池更多的还是会选择磷酸铁锂电池。
①在技术路线方面，越来越多的增程式电动汽车开始采用磷酸铁锂电池，不但能提高车辆的安全性，还可以降低整车制造的成本，助力增程式电动汽车扩大在新能源汽车市场的份额。举例来说，电池容量为25Ah、电压为48V的动力电池，磷酸铁锂电池和三元锂电池的最低市场报价一般为1020元和1210元。
②在储能市场方面，得益于一些动力电池企业开始布局储能业务，磷酸铁锂的市场需求开始扩增。据国际市场研究机构GTMResearch的储能报告显示，2018年锂电池价格下降幅度变缓，中国的电网侧储能项目的应用却使磷酸铁锂电池用量持续增加。
③另一方面，随着技术的不断提升，目前部分磷酸铁锂电池能量密度已达到三元NCM523的水平(主流的NCM523电池能量密度为160-200Wh/kg)，已基本达到补贴最高要求。且相较于三元锂电池，磷酸铁锂电池在稳定性方面更具优势。
④最后是补贴的大幅下滑，磷酸铁锂之所以在原材料的供应和价格方面具有低风险性，是因为不需要用到钴等贵重金属，这将有助于电池生产企业在一定程度上减少成本压力。
三元锂电池更适合家用电动汽车：
①不同于体积庞大的电动巴士，对于家用电动汽车来说，空间永远是第一位的。能量密度较低的磷酸铁锂电池将会占据原本就不多的汽车空间，并且由于更重的质量，在使用时的放电续航也会受到比较大的影响。相对而言能量密度较高的三元锂电池在解决重量问题的同时也为家庭用车节省出了空间。
②除了续航之外，充电也是电动汽车在实际使用中的重要环节，而三元锂电池在充电效率方面较磷酸铁锂电池有着非常大的优势。目前市面上较为常见的充电方式为恒流恒压式充电。一般在充电开始时先采用恒流充电，此时的电流较大，充电效率相对更高。而在电压达到一定数值之后，降低电流改为恒压充电，这样可以让电池充的比较满一些。
③足够安全的材料和工艺，传统内燃机汽车中危害最大的部分是蕴含巨大能量的燃料，像汽油这样燃点低易爆炸的液态燃料一旦泄露就非常容易造成极大的安全隐患。而新能源汽车的动力三元锂电池，经过完善的电池管理系统（BMS）监控，每一颗电池都能得到最准确的控制，预防事故的产生。
磷酸铁锂电池是公认安全性能最好的电池；其次，电池容量大，能量比更高；由于电池内阻小，还可直接降低电池的发热。磷酸铁锂电池和三元材料电池是新能源汽车所用的动力锂电池两大路径，前者应用于国内大部分新能源汽车，而后者则应用于特斯拉等车型。
综合：磷酸铁锂电池安全性、寿命、电池自身性能等方面因素，和三元锂电池在比容量高能量比上的特点，未来磷酸铁锂电池和三元电池的行业竞争将会持续并且越来越炙热化。
磷酸铁锂电池和三元锂电池的比较：
⒈能量密度比较
磷酸铁锂电池单体，能量密度为120Wh/kg，成组后为80Wh/kg；三元锂电池单体，能量密度为180Wh/kg，成组后能量密度为110Wh/kg。从数据上来看，在能量密度方面，三元锂电池优于磷酸铁锂电池。
⒉安全性
三元锂电池液态电解质易燃易爆，在长期使用过程中容易触发“热失控”，在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜，引起电池短路，造成安全隐患。而磷酸铁锂电池在实际使用中具有耐高温、安全稳定性强、循环性能更好的优势。
