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三元鋰電池容量衰減的原因是什么

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:797次  |  2022年04月06日  

三元鋰離子電池是繼鎘鎳電池、氫鎳電池之后發(fā)展最快的二次電池。鋰離子電池的應(yīng)用很大程度取決于其充放電循環(huán)的穩(wěn)定性,和其它二次電池相同,鋰離子電池在循環(huán)過程中容量衰減是不可防止的。


大倍率充放電也會造成三元鋰離子電池容量損失,這是因?yàn)檎?fù)極在充放電過程會發(fā)生體積收縮和膨脹,而充放電電流越大,收縮膨脹越劇烈,應(yīng)力越大,從而正負(fù)極的顆粒在體積快速變化中更容易發(fā)生破裂或者從集流體剝離,導(dǎo)致循環(huán)衰減加快。


溫度絕對是影響三元鋰離子電池壽命的關(guān)鍵因素之一,過高的溫度或過低的溫度都會造成活性鋰離子含量的降低,從而減少鋰離子電池壽命。


影響三元鋰離子電池容量衰減的本質(zhì)是可脫嵌鋰離子含量的降低,其因素重要是正負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)破壞或失活、電解液的分解、鋰離子電池的濫用等等。電池的充放電過程是一個復(fù)雜的電化學(xué)過程,導(dǎo)致電池容量衰減的因素也不是單一的,并且一個方面的惡化有可能會引發(fā)其他因素來共同影響電池的容量、循環(huán)性能、能量密度等。


三元鋰離子電池的理論壽命約為800次循環(huán),在商業(yè)化的可充電鋰離子電池中屬于中等。磷酸鐵鋰離子電池約為2000次,而鈦酸鋰據(jù)說可以達(dá)到1萬次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次(標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電),但是電芯在配組做成鋰離子電池包后,由于一致性問題,重要是電壓和內(nèi)阻不可能完全相同,其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%,不建議進(jìn)行深度充放電,不然會對電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷,若是以淺充淺放來計(jì)算的話,循環(huán)壽命至少有1000次。

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