解读影响三元锂电池循环寿命的因素
来源:宝鄂实业
2019-12-29 13:51
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三元锂电池能使用多久?影响锂电池寿命的因素。目前,新能源汽车最主流的锂电池类型是三元锂电池和磷酸铁锂电池。三元锂电池体积小、容量密度高、耐低温性能好、循环性能好,已成为新能源乘用车的主流。理论上,一个三元锂电池的寿命是2000次充放电循环,我们可以算一天一次充电,持续五年以上。
三元锂电池是指采用锂镍钴锰或锂镍钴铝酸盐三极材料的正极材料,锂离子电池正极材料有多种,主要有锂钴酸、锂锰酸、锂镍酸、三元材料、磷酸铁锂等。三元锂电池的特点是能量密度高,电压高,所以同等重量的锂电池组的电池容量。三元锂电池因其体积小、容量密度大、耐低温等特点,在新能源汽车中得到了广泛的应用。
三元锂电池能使用多久?
对于新能源汽车的锂电池,其寿命主要以电池充放电的循环次数来计算。一般来说,三元锂电池的使用寿命只有6 - 10年左右。理论上,三元锂离子电池一般有2000次的充放电周期,但如果电池在大电流下长时间放电,或者电池经常断电,电池的寿命就会大大缩短。
结合车辆实际情况,如果电池只能进行1000次充放电循环,说明三元锂电池已经衰减了50%,也就是说,充满电后只能运行一半的原续航里程。电池寿命结束时的额定电流为70%;由于电池的老化是无法逆转的,唯一能做的就是更换电池。
三元锂电池的循环次数约为500 ~ 1000次,三元锂电池的理论寿命约为800次,磷酸铁锂电池的寿命约为2000次。理论上,三元锂电池的寿命为2000次充放电循环,寿命超过5年。如果进行1000次充放电循环,三元锂电池实际上已经衰变了50%,这意味着它在充满电的情况下只能运行原来范围的一半。此外,优秀的电池管理系统还可以延缓三元锂电池的老化。
目前,主流的锂电池制造商在其生产的三元电池规格中承诺500次以上(标准条件下充放电)。然而,电池组装成电池组后,主要原因是电压和内阻不能完全相同,循环寿命约为400倍。三元锂电池经过1000次循环,每3天充一次电,使用寿命可达8.3年。即使有损失的过程,也可以达到7年以上。
厂家建议SOC使用窗口为10%-90%,不建议进行深度充放电,否则会对三元锂电池的正极和负极结构造成不可逆的损伤。如果采用浅层装药和浅层放电的方法计算,其循环寿命至少为1000倍。此外,如果在高功率和高温下持续放电,锂电池的电池寿命可以下降到200次以下。
影响三元锂电池循环寿命的因素
1. 设计和制造过程的影响
在三元锂电池的设计过程中,材料的选择是一个重要的因素。不同材料的性能不同,所研制的电池也不同。正负极材料配合循环性能好,电池循环寿命长。
2. 充电截止电压的影响
NMC材料的去锂量与充电截止电压成正比。也就是说,充电截止电压越高,NMC材料的去锂量越大,相应的,材料的结构越不稳定。提高截止电压后,材料的产能明显提高,但材料的递减率加快。
3.电池环境影响
三元锂电池的使用环境对其循环寿命有着重要的影响。