鋰電池包能量密度對于其使用壽命有哪些影響?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-24 08:28
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在談及鋰電池包的時候，能量密度是經(jīng)常提到的量。能量密度是由電池的材料特性決定的，不同的材料影響著鋰電池包的使用壽命。
什么是能量密度?
能量密度(Energydensity)是指在單位一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個維度。
電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量，基本單位為Wh/kg(瓦時/千克)
電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積，基本單位為Wh/L(瓦時/升)
電池的能量密度越大，單位體積、或重量內(nèi)存儲的電量越多。
鋰電池包使用壽命怎么算?
鋰電池包壽命是指電池在使用過一段時間后，容量衰減為標(biāo)稱容量(室溫25℃，標(biāo)準大氣壓，且以0.2C放電的電池容量)的70%，即可認為壽命終止。行業(yè)內(nèi)一般以鋰電池包滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來計算循環(huán)壽命。在使用的過程中，鋰電池內(nèi)部會發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致容量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負極結(jié)構(gòu)的坍塌導(dǎo)致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等等。
不同材料的鋰電池包使用循環(huán)壽命也是不同的，三元材料的鋰電池包循環(huán)次數(shù)約800次，磷酸鐵鋰電池包循環(huán)次數(shù)約2500次。正品電池和不良品電池循環(huán)次數(shù)是有區(qū)別的，正品電池按電池廠家規(guī)格書上的循環(huán)次數(shù)來設(shè)計生產(chǎn)的，而不良品電池循環(huán)次數(shù)有時可能邊50次都不到，所以大家要謹記去正規(guī)廠家購買，以防上當(dāng)受騙。
鋰電池包
是什么限制了鋰電池包的能量密度？
鋰電池包主要由正負極活性物質(zhì)、隔膜和殼體及結(jié)構(gòu)件等部分組成，其中真正能夠為鋰電池包提供容量的只有活性物質(zhì)，而現(xiàn)在的活性物質(zhì)比例并不高，因為還有許多不提供能量但卻是電池穩(wěn)定性必須的物質(zhì)存在。
結(jié)構(gòu)件等非活性材料的比重也會影響活性物質(zhì)所占整體鋰電池包的比例，比如鋼制外殼就會比鋁塑膜更重。
隔膜的厚度會占用電池內(nèi)部空間。目前常見的PP-PE-PP三層復(fù)合隔膜的厚度一般達到30um以上，達到正負極極片厚度的20%左右，這造成了嚴重的空間浪費。
電解液的數(shù)量過多會影響鋰電池包的能量密度。電解液在鋰離子電池內(nèi)部起到的是一個媒介作用，正負極的Li+通過電解液進行擴散，因此電解液從理論上來講是一種“非消耗品”。
實際上由于在化成過程中SEI膜的形成導(dǎo)致電解液分解，以及在循環(huán)過程中SEI膜破壞和正極氧化等原因造成的電解液分解，導(dǎo)致電解液在實際上是持續(xù)消耗的，因此電池內(nèi)的電解液一般而言是過量的，這會導(dǎo)致鋰電池包比能量低。
鋰電池包能量密度對于其使用壽命的影響
鋰電池包的使用壽命受到眾多外部調(diào)節(jié)及內(nèi)部調(diào)節(jié)的共同影響，不管是工作環(huán)境溫度，或是充放電操作等都會影響鋰電池包的使用壽命。而能量密度是影響鋰電池包使用壽命的一個內(nèi)部因素，一個較為重要的因素。畢竟只有鋰電池包本身的能量密度夠高，才能讓電池的基礎(chǔ)使用壽命高，才能使其在使用時，在受到外部和內(nèi)部因素影響時還能有著較為長久的使用壽命。
