动力电池使用寿命一般是多久?
来源:宝鄂实业
2019-10-17 12:13
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针对在电动汽车上使用的动力电池使用寿命终了,定义是电池的衰减量达到初始容量的20%。动力电池的使用寿命在电动汽车上反复充放电时,会由于锂离子电池内部的副反应不断发生使得电池本体材料性质而发生衰退。这种衰退是由于以下几个方面产生:电极材料晶格结构的改变;电极材料发生分解、剥落或腐蚀造成活性材料减少;电解液分解消耗引起的导电性下降和阻抗增加;由于负极析锂或副反应造成可脱嵌的锂离子被消耗;副反应生成的气体、不溶物质以及粘结剂改性和集流体腐蚀引起的阻抗增加。
从实际使用环境条件来看,影响动力电池单体使用寿命的因素主要包括充放电截止电压、充放电倍率、使用温度以及搁置条件。
已经有很多资料文献表明在一定范围内,不同充电截止电压的循环寿命分别随充电电压越高而越短。这说明充电截止电压对电池使用寿命的影响非常大。高的充电截止电压会加剧电池副反应的发生导致电池使用寿命缩短。动力电池在整车上使用时,由于电动汽车的各种行驶状况使得电池易出现衰退而在较高电位区域充放电时性能下降较严重。
动力电池在电动汽车的使用过程中为满足不同的驾驶工况从而采用不同的充放电倍率。对动力电池倍率充放电的研究表明大倍率充放电会加速电池容量的衰减,充放电倍率越大,电池容量衰减越快。这主要是由于正极材料结构和性质的改变以及负极表面膜增厚导致锂离子扩散困难造成的。如果充放电倍率过大的话,还有可能造成单体电池过热、短路引起爆炸等。
不同的动力电池有不同的最佳使用温度,过高或过低的温度都会对电池的使用寿命产生影响。随着温度的降低,锂离子动力电池的放电容量会有所降低。这是因为随着温度的降低,电解液的离子电导率随之降低,引起电池内阻迅速增大,导致电池在低温时输出性能变差。
近期,国家科技部就新能源汽车专项申报的征求意见,其中锂离子电池单体的考核标准密度为:电池单体能量密度≥300Wh/kg,循环寿命≥1500次,成本≤0.8元/Wh,此考核标准是否契合目前锂离子动力电池发展的实际情况?
陈全世表示,科技部提出的考核标准虽具有一定难度,但作为研发项目的宏观目标,并非不可实现,这需要结合各企业及科研机构所具体的科研水平和项目实际操作过程。作为生产企业,即使无法实现此项考核标准,也要在产业化生产过程中尽量向目标标准靠拢,从电池材料着手,把控好质量关,提高电池密度及循环寿命。
据《示范应用新能源小客车生产企业及产品备案管理细则(2015年修订)》规定显示,目前我国动力电池的质保为8年或12万公里。对于这一规定的质保期,不同电池企业有着不同的看法。对此,陈全世认为,动力电池在实验中不仅拥有循环寿命,还拥有日历寿命,以循环寿命判断动力电池能否实现8年质保期限过于片面。此外,动力电池在使用过程中的维护保养对其使用寿命的长短至关重要。因此,动力电池能否拥有专业的、形成商业模式的售后服务是提高电池使用寿命的关键因素之一。
发展轻量化微型电动车
当谈及新能源汽车企业创新研发时,陈全世认为,我国大部分整车企业都正在做创新研发,没有创新精神企业是无法在市场上存活下去的。未来的新能源汽车将朝着“轻量、微型、节能减排”的方向发展,在这过程中,需要企业投入时间与资源进行产品创新,也需要国家出台更加完善的技术及管理标准。