详解锂铁电池的放电特性及寿命
来源:宝鄂实业
2019-08-11 11:19
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STL18650的锂铁电池(容量为1100mAh)在不同的放电率时其放电特性如图2所示。最小的放电率为0.5C,最大的放电率为10C,五种不同的放电率形成一组放电曲线。由图1中可看出,不管哪一种放电率,其放电过程中电压是很平坦的(即放电电压平稳,基本保持不变),只有快到终止放电电压时,曲线才向下弯曲(放电量达到800mAh以后才出现向下弯曲)。在0.5~10C的放电率范围内,输出电压大部分在2.7~3.2V范围内变化。这说明该电池有很好的放电特性。
容量为1000mAh的STL18650在不同的温度条件下(从-20~+40℃)的放电曲线如图2所示。如果在23℃时放电容量为100%,则在0℃时的放电容量降为78%,而在-20℃时降到65%,在+40℃放电时其放电容量略大于100%。
STL18650锂铁电池可以在-20℃下工作,但输出能量要降低35%左右。
STL18650的充放电循环寿命曲线如图4所示。其充放电循环的条件是:以1C充电率充电,以2C放电率放电,历经570次充放电循环。从图3的特性曲线可看出,在经过570次充放电循环,其放电容量未变,说明该电池有很高的寿命。
过放电到零电压试验
采用STL18650(1100mAh)的锂铁动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。
试验的结果是,零电压存放7天后电池无泄漏,性能良好,容量为100%;存放30天后,无泄漏、性能良好,容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环,容量又恢复到100%。
这试验说明该电池即使出现过放电(甚至到0V),并存放一定时间,电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。
磷酸铁铁锂电池质量比较好的情况下,1衰减量可以控制在5%以内,第二年可以在15%以内。当然,具体也和使用负荷,使用频率有关系,这里只是一个大概的表述。综合多种因素,磷酸铁铁锂电池的使用特性大致可以表述为:尺寸相对较大,低温性能不好,可以在寿命期内保持相对平缓的衰减速率,一般用8年左右是可以的;但如果在南方使用。磷酸铁锂电池的寿命还要比8年更长一些。
磷酸铁锂动电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,1.5C充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。
磷酸铁锂电池的寿命比铅酸电池长4-5倍,以现在技术含量比较高的铅酸电池来说,寿命达到5年没有问题。而锂电池由于负极材料石墨存在结构坍塌的问题,即使搁置五年不使用也会报废。
铅酸蓄电池使用寿命有多长?
从使用和保养的角度来说,无论你是免维护蓄电池还是普通铅酸蓄电池,正常使用寿命都在2-3年左右,用得省的话也就是3到4年。国产单体12V铅酸蓄电池设计浮充寿命为5-8年,但1-2年就已彻底报废;无论任何铅酸蓄电池(包括国产、进口),在使用中总逃脱不了提前报废的怪圈。
免维护蓄电池,顾名思义最大的特点就是“免维护”。在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。当然相对的,它的售价也会比普通蓄电池更贵。至于使用寿命,正常情况下免维护铅酸蓄电池的建议更换周期为3年左右。
铅酸蓄电池在进行充放电的过程中,在电极板上逐渐产生硫酸铅晶体。这种现象导致了电池的老化,其表现为:电池充放电困难;电池容量降低;更进一步促进了电极板的腐蚀降低了电池的使用寿命。