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鋰離子電池的壽命長嗎?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-04-22 14:42    點擊量:
一般鋰離子電池的壽命可以達(dá)到幾百次充放電循環(huán),電池和設(shè)備的說明書上也經(jīng)常見到這樣的表述。這里的1個充放電循環(huán)是指將電池電量用光然后再充滿的過程,而不是插上充電器再拔掉就算1次。連續(xù)對鋰離子電池進(jìn)行深度充放電,對鋰離子電池的壽命是有影響的,上述幾百次的數(shù)據(jù)也是在這樣的條件下測得的,但在日常淺度充放電條件下,鋰離子電池的壽命其實相當(dāng)長。此外,鋰離子電池放著不用,其容量也會自然損失,主要的影響因素是電壓和溫度。研究表明,鋰離子在完全充電的狀態(tài)下長時間存放,其容量會發(fā)生明顯損失。同樣的,溫度越高,鋰離子電池的容量損失就越快,而這種損失是不可逆的,也就是說,電池的容量會永久變小。在0度環(huán)境下,電量剩余40%的鋰離子電池存放一年后,其容量會損失2%;而在40度環(huán)境下,完全充滿電的鋰離子電池存放一年后,其容量損失高達(dá)35%。首先就是注意電池衰減問題,在國際標(biāo)準(zhǔn)下,純電動汽車電池的使用壽命并不是依靠時間來劃定,而是通過循環(huán)次數(shù)。完整的放完一次電算一次循環(huán),這里要弄懂所謂的完整的放電,而且其中鋰元素是在電池反應(yīng)過程中不可避免出現(xiàn)不可逆的電化學(xué)反應(yīng)造成容量下降,這就叫電池衰減,一般衰減程度到百分之70到百分之80就可以算是一塊電池的壽命終結(jié),至少對于純電動汽車來說,影響有些大了。想要讓自己的電池使用時間更長一定要記住不可在極端環(huán)境下給汽車充電,就是不能在太熱或者太冷的環(huán)境下給電池充電,這樣對于電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)會加速或者降低反應(yīng)速度,對于電池的傷害是最大的。
其次就是不要長時間的使電池處于虧電狀態(tài),因為作為現(xiàn)在電動汽車市場的主流三元鋰電池來說,電池需要電子長期保持在流動狀態(tài)下,只有這樣才能夠達(dá)到最理想的使用壽命,所以如果長時間使得電動汽車電池處于虧電狀態(tài),那么對于電池的壽命是大有影響的。其實對于大多數(shù)車主來說都不會讓電池長期處于虧電狀態(tài),但是對于一些家里有2輛車的朋友來說,這點就需要注意了,如果長時間不開,也要勤查看電池是否有電。此外,在東北的冬天,車主也需要注意,因為車很容易“凍”沒電了,該充電的時候還是要充電的。
鋰離子電池的能量密度大,電壓較高(單獨鋰離子電池單元產(chǎn)生的電壓可達(dá)到4.2V,而普通的鎳基充電電池為1.2V),和低電壓類電池相比,鋰離子電池充電時電極的氧化還原反應(yīng)十分劇烈,因此鋰離子電池的使用條件必須受到嚴(yán)格限制,過度充電、過度放電、短路、高溫等都會引起電池?fù)p壞,甚至發(fā)生起火和爆炸。但是,實際使用中的鋰離子電池是把若干個電芯連同一套安全保護(hù)電路以及多種安全裝置一起封裝成一塊電池板。這些安全設(shè)計可以保證在過度充電、過度放電和短路時自動切斷電池的電路;電池內(nèi)部壓力過高還會觸發(fā)排氣裝置減壓;電池溫度過高則會觸發(fā)熱熔保護(hù)裝置,阻滯鋰離子的運動從而停止電池的電化學(xué)反應(yīng)。因此,只要不用質(zhì)量不靠譜的山寨電池,手機充滿電沒有及時拔掉電源不會引起電池爆炸。鋰離子電池的工作原理是內(nèi)部的電解質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)的變化,在正負(fù)極出現(xiàn)電勢差從而產(chǎn)生電流。在低溫環(huán)境下電解質(zhì)移動得相當(dāng)慢,從而影響鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移活性,導(dǎo)致電池充放電性能下降。
簡單地說,在低溫環(huán)境下,并不是鋰電池真的沒電了,而是有電卻不能正常釋放出來。
有分析數(shù)據(jù)稱,普通的鋰電池在零攝氏度時,其容量會減少20%,當(dāng)達(dá)到零下10攝氏度時,容量可能只有一半左右。
大部分手機電池的正常工作區(qū)間都在0-35攝氏度之間,低于或高于這個溫度,都有可能失常。
低溫對鋰電池不好,如果再加上電量低,那傷害更是雪上加霜了,所以蘋果為了保護(hù)鋰電池,加入了“自我保護(hù)”機制——遇到“低溫+電量低”時自動關(guān)機并無法開機使用。從電化學(xué)角度分析,溶液電阻、SEI膜電阻在整個溫度范圍內(nèi)變化不大,對電池低溫性能的影響較??;電荷傳遞電阻隨溫度的降低而顯著增加,且在整個溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化都明顯大于溶液電阻和SEI膜電阻。這是因為隨著溫度的降低,電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低,SEI膜電阻和電化學(xué)反應(yīng)電阻隨之增大,導(dǎo)致低溫下歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化均增大,在電池的放電曲線上就表現(xiàn)為平均電壓和放電容量均隨著溫度降低而降低。

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