隨著新能源汽車的續航裡程受到限制, 如何提高續航能力影響了整個市場. 而在電池行業, 三元鋰電池憑藉著眾多的優勢迅速的佔領了3C, 汽車等市場, 並逐漸取代傳統鉛酸蓄電池. 對於傳統電池來說, 三元鋰電池具有壽命長, 節能環保無汙染, 維護成本低, 充放電完全, 重量輕等等優勢, 在一些宣傳的資料裡, 有人認為三元鋰電池壽命長, 真的是這樣嗎? 它的生命迴圈周期究竟多少次呢? 讓我們來揭開真相.
什麼是三元鋰電池?
在自然界中, 鋰元素是最輕的, 原子質量最小的金屬, 鋰化學性質活潑, 極易失去電子被氧化為Li+, 標準電極電位為-3.045V, 電化學當量為0.26g/Ah, 鋰元素的這些特點決定了它是一種具有很高比能量的材料. 三元鋰電池是指採用鎳鈷錳三種過渡金屬氧化物為正極材料的鋰二次電池. 它充分綜合了鈷酸鋰良好的迴圈性能, 鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點, 利用分子水平混合, 摻雜, 包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協同的複合嵌鋰氧化物, 是目前被廣泛研究和應用的一種鋰離子可充電電池.
理論壽命僅是中等水平
三元鋰電池壽命是在使用到一定程度後, 容量衰減程度比例所計算的, 直接到容量壽命為零終止. 業內演算法一般是三元鋰電池充滿電之後放電一次, 這叫迴圈壽命. 在使用過程中, 鋰電池內部發生不可逆化學反應會造成電池容量的下降, 比如使用不當的情況, 或者極高溫或者極低溫情況下使用. 比如電解液的分解, 活性材料的失活, 正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數量減少等等. 實驗標明, 更高倍率的放電會導致容量更快的衰減, 如果放電電流較低, 電池電壓會接近平衡電壓, 能釋放出更多的能量.
三元鋰電池理論壽命為1200次完全充放電, 也就是完全迴圈壽命, 按使用頻率來說, 三天一次完全充放電, 一年120次完全充放電, 三元鋰電池使用壽命達到十年, 即使使用過程中有損耗或者充放電天數減少, 也可以達到八年, 注意, 這裡說的是容量壽命, 在八年之後三元鋰電池的容量還會有百分之六十以上, 這是標準性所在.
三元鋰電池的理論壽命, 在商業化的可充電鋰電池中屬於中等. 磷酸鐵鋰約為2000次, 而鈦酸鋰據說可以達到1萬次迴圈. 目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規格書中承諾大於500次(標準條件下充放電), 但是電芯在配組做成電池包後, 由於一致性問題, 主要是電壓和內阻不可能完全一樣, 其迴圈壽命大約為400次. 廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%, 不建議進行深度充放電, 不然會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷, 若是以淺充淺放來計算的話, 迴圈壽命至少有1000次. 另外, 鋰電池若是經常在高倍率和高溫環境下放電, 電池壽命會大幅下降到不足200次.
