一组NASA的实验数据告诉你，存储温度对锂离子电池日历寿命的影响
来源：宝鄂实业
2019-03-13 11:25
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最近在网上看到一组实验数据，是早些年间NASA针对执行长期太空任务需要长寿命电源的问题，考察锂电池日历寿命的实验。实验不依靠加速手段，因为实验者认为仿真模拟结果的可靠性对于太空探索的成本来说，太低了，因而几乎全真测试，真正的将电芯放置在指定温度下搁置几十个月的时间，并定期采集数据。挑选我们动力电池比较关心的参数，拎几条出来放在前面。其余的部分，有兴趣的童鞋继续往后翻。有不同意见，欢迎讨论。
相关基本结论是，锂离子电池的存储温度对日历寿命有明显影响：
1）温度越高，电池容量衰减越快；
2）在室温及其以下温度储存被测电芯，经历54个月，可以获得90%以上剩余容量；
2）低温容量，比如在0℃下的放电容量，受到温度影响的比例没有室温容量受到的影响明显，虽然低温容量，在新电池阶段就比较小。（可以用下图的0℃放电容量和上图中的23℃放电容量相比较）
3）低频阻抗伴随存储时间的增加，电池阻抗在增大，但不同温度下的阻抗增加趋势有交叉；
在即将到来的植保飞防季节，对聚合物锂电池的需求将会越来越多，尤其是对于频繁作业的无人机飞手而言，价格不菲的电池消耗将让他们不得不精打细算。
对于植保电池而言，降低成本不仅仅是飞手的刚需，也是需要市占率的厂家们同样面临的问题。如何做到既降低成本又保障品质？近日记者就此话题与江苏荣耀天翃航空科技有限公司（以下简称荣耀天翃）相关负责人进行了对话。
荣耀天翃的植保电池/图 来源宇辰网
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利用好材料提高良品率降成本
在业界，植保电池循环使用寿命一般过不了200次，不过，对于荣耀天翃来说，这个“行业惯例”已经被打破。“我们的电池在小电流的情况下测试的是450次，保守估计，大电流情况下可以达到300次左右。”荣耀天翃总技术顾问杨炯表示，让电池“更长寿”，是公司产品的主打亮点，“寿命长是为了降低喷洒成本。”
荣耀天翃是如何做到让电池寿命延长这么久的？主要就是换材料换工艺，“植保电池首先必须要降低成本，如果做的是精品电池、价格很贵，肯定会没市场，但降低成本大家有各自的办法。”最传统的办法，就是降低材料等级，用便宜材料，用便宜工艺。这些电池之中，有些厂甚至大量地用废品，以及测试了有瑕疵的产品，“这在航模圈里大量存在。”
其次就是用国产的便宜材料，但是相对来讲用正规的工艺生产，形成很多B品。这些B品一般第一体验还不错，但因为材料里面有各种不均匀，损伤很快，因而也坏得快。对于这样的产品，如果改变材料，品质当然可以更好，但与此同时，成本也就上来了，这对主打低成本的厂家而言很难接受。“事实上也有一些卖飞机的厂家喜欢用这样的电池，因为对于他们来说，需要随飞机附带4组或者6组电池，价格很便宜，但之后有关电池的问题，就跟他们没有太大关系。”
22000mAh的荣耀天翃植保电池/图 来源宇辰网
杨炯说，电池行业现在普遍的良品率为70%-80%，也就是生产一百块电池只能卖80块。剩下的20块再被二线厂家拿走，重新包装一下卖出去，“很多厂家自己不做电池，淘宝上有大量的不知哪来的logo，就是拿着一线厂家淘汰的电池直接去卖，这些就是C品了。”而这些拿来重新组装和包装的产品，已经形成了很大的规模。“航模的电池这么多年形成的利益链，就是大厂做，然后二线厂家捡，三线厂贴牌。”这是几乎是快20年来形成的航模圈的风气，对于这种恶性的商业模式，包括消费者和厂家其实都已经习惯。
“荣耀天翃主要是通过提高良品率来降低成本。”作为荣耀天翃的技术总顾问，杨炯说公司的电池生产跟别人都不一样。比如荣耀天翃的电池生产车间有恒温恒湿的环境，天然的条件优越。其次是一定用好材料——全部用的是进口材料，从极片到隔膜，甚至到包装的铝塑都是如此。“进口材料的均匀性、平整性好，发给生产线，最重要的就是提高良品率。”
跟行业的良品率相比，荣耀天翃的电池良品率可以达到95%-98%，在正常的生产条件和正常工艺条件下，几乎看不到不良品。这样一来，公司的成本反而可以比别人低20%，而进口材料其实比国产材料也贵不了多少，这样生产出来的电池，卖出的价格自然也就能做到并不比别人高。“我们降低成本第一条就是降低不良品，这样可以省20%的成本，这远比用好材料和好的生产环境所花的钱还要多。”
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使用时“不合惯例”用户接受需要时间
荣耀天翃降低成本的另一个秘诀，是其采用了特有的低钴配方，“去年因为炒作，钴被炒成了天价。”杨炯说，在凭借经验和考虑应用环境等因素后，经过多次打磨，最后达成了其特有的低钴电池，“钴是天然的电池材料，只要电池里嵌上钴，电阻就会降低，放电能力就会提高，容量就会提高。”
荣耀天翃研发的植保机即将面世/图 来源宇辰网
不过，拥有高良品率和低钴配方的荣耀天翃电池也并非十全十美，杨炯直言，因为能量密度低，公司电池的第一体验往往并不好，而且电池重量比市面上一般的产品也要重大概30%左右。对于这样一个新的不同常规的产品，用户要接受起来也需要一个过程。
因为电池电压低，杨炯说很多人拿到荣耀天翃的电池时都是一脸迷惑，比如公司出口到马来西亚的电池，使用的时候客户给代理打电话，说飞了一半就没电了。“我就问飞到多少伏，说是3.6伏，而我们的电池飞3.3伏，但他们不敢，怕摔了。”类似的情况很多，以至于在国内有条件的情况下，必须是公司的销售到现场督阵，客户们才敢飞。这其实是一个习惯的问题，而且，“一旦习惯了他们就会发现电池便宜、寿命好，也最适合植保作业。”杨炯说，一般而言，用户拿到电池以后，过了50个循环他们就会发现确实不错。
荣耀天翃的植保电池，还具有温升低的特质，“同样的飞机飞完以后，我们比友商的产品低10度到15度。温度太高锂就会析出，电池就会失效，容量会急速降低，但是用我们电池没事。”杨炯表示，电池的好坏度其实就在一根线上，过了60大家都不行，低于60大家都没事，“我们的产品正好卡在这跟线上”。不过，公司的产品在低温情况下很难作业，而植保机基本上也不会在零度以下喷药。
“我们设计出来的这款电池是百分之百匹配植保市场的电池”，所谓专用植保电池，在杨炯看来是：长寿命低价格，来降低喷洒成本；对低温性能和重量不敏感。这才是适合植保机的锂电池。
荣耀天翃成立于2017年4月，目前拥有北京研发中心、武汉大数据中心和上海商务中心。公司业务目前主要包括植保电池的研发、植保机生产以及培训服务。
预计四月左右，公司新的植保机A16就会面世，“我们的飞机出来以后肯定也会跟别人完全不一样。”杨炯说，如果说大疆和极飞造的是汽车，那么荣耀天翃造的就是拖拉机，“我们的机子卖相没有那么好，但成本会更低，耐用性更好。”
