聚合物鋰電池使用壽命一般有多長的呢?鋰電壽命和充電周期的完成次數(shù)有關(guān)嗎?
隨著全球污染的日益嚴(yán)重,節(jié)能環(huán)保成了各界所提倡的的項目,那么,如何節(jié)能,如何環(huán)保?應(yīng)從人們?nèi)粘J褂玫漠a(chǎn)品開始,現(xiàn)在市面上有好多污染環(huán)境的產(chǎn)品,從這些產(chǎn)品治理為根本。在電池市場,鋰電池算的上是一顆超級新星,其憑借著使用壽命長,充放電完全,無記憶效應(yīng),無污染等特性迅速占領(lǐng)市場,深受消費者認(rèn)可。
由于構(gòu)成鋰離子電池的電解質(zhì)材料各有不同,鋰離子電池也被劃分為聚合物鋰離子電池和液態(tài)鋰離子電池兩種。聚合物鋰離子電池與液態(tài)鋰離子電池的正負(fù)極材料相同,電池工作原理相似,而其中的電解質(zhì)互不相同。聚合物電池輕質(zhì)、儲能能力強、放電性能好并且可以造成各種形狀,并且壽命較長。聚合物鋰電池的電解質(zhì)為固態(tài)電解質(zhì),相對于液態(tài)鋰離子電池的液態(tài)電解質(zhì),聚合物鋰電池可以造成各種形狀從而改善電池的比容量。
那么聚合物鋰電池壽命到底有多久呢?國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下,電池的壽命不是通過時間來表示的,而是通過循環(huán)次數(shù),也就是完整的放完電算一次,一般的鋰電池是在500到800次之間,A品聚合物電池可達(dá)800次。所以選擇好的電池供應(yīng)商電池的品質(zhì)才會得到保證,使用壽命會更長。
如果在高溫環(huán)境中使用鋰離子電池,比如350C以上的溫度,電池儲存的電量將會持續(xù)減少,由此導(dǎo)致電池的使用壽命不會像在常溫環(huán)境工作中的時間那么長。在這種高溫環(huán)境下給電池充電,電池將受到很大程度的損傷,由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環(huán)境中充電也會對電池造成不同程度的損傷,因此應(yīng)該盡量避免在高溫環(huán)境下給電池充電。如果在低溫環(huán)境下給電池充電,比如低于40C的環(huán)境中,同樣也會給電池造成損壞。
如果長期沒有給聚合物鋰離子電池充電,會降低其壽命。聚合物鋰離子電池需要在電子長期保持流動的狀態(tài)下才會達(dá)到其理想的使用壽命。聚合物鋰離子電池在全球的商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)并不是很成熟,現(xiàn)在所占有的市場份額并不高。
目前,聚合物鋰離子電池的市場價格要高于液態(tài)鋰離子電池,相對于液態(tài)鋰離子電池,其壽命長,安全性能良好,相信在不久的將來會有很大的上升空間。
正確的說法:鋰電壽命和充電周期的完成次數(shù)有關(guān),和充電次數(shù)沒有直接關(guān)系。
簡單的理解,例如,一塊鋰電在第一天只用了一半的電量,然后又為它充滿電。如果第二天還如此,即用一半就充,總共兩次充電下來,這只能算作一個充電周期,而不是兩個。因此,通??赡芤?jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期,電量就會減少一點。不過,減少幅度非常小,高品質(zhì)的電池充過多次周期后,仍然會保留原始電量的80%,很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用,就是這個原因。當(dāng)然鋰電壽命到了最終還是需要更換的。
鋰電的壽命一般為300~500個充電周期。假設(shè)一次完全放電提供的電量為Q,如不考慮每個充電周期以后電量的減少,則鋰電在其壽命內(nèi)總共可以提供或為其補充300Q-500Q的電力。由此我們知道,如果每次用1/2就充,則可以充600-1000次;如果每次用1/3就充,則可以充900~1500次。以此類推,如果隨機充電,則次數(shù)不定。總之,不論怎么充,總共補充進(jìn)300Q~500Q的電力這一點是恒定的。所以,我們也可以這樣理解:鋰電池壽命和電池的總充電電量有關(guān),和充電次數(shù)無關(guān)。深放深充和淺放淺充對于鋰電壽命的影響相差不大。
事實上,淺放淺充對于鋰電更有益處,只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時,才有深放深充的必要。所以,使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過程,一切以方便為先,隨時充電,不必?fù)?dān)心影響壽命。
如果在高于規(guī)定的操作溫度,即35°C以上的環(huán)境中使用鋰電,電池的電量將會不斷的減少,即電池的供電時間不會像往常那樣長。如果在這樣的溫度下,還要為設(shè)備充電,那對電池的損傷將更大。即使是在較熱的環(huán)境中存放電池,也會不可避免的對電池的質(zhì)量造成相應(yīng)的損壞。所以,盡量保持在適益的操作溫度是延長鋰電壽命的好方法。
如果在低溫環(huán)境,即4°C以下中使用鋰電,同樣也會發(fā)現(xiàn)電池的使用時間減少了,有些手機的原裝鋰電在低溫環(huán)境中甚至充不上電。但不必太擔(dān)心,這只是暫時狀況,不同于高溫環(huán)境下的使用,一旦溫度升起來,電池中的分子受熱,就馬上恢復(fù)到以前的電量。
要想發(fā)揮鋰離子電池的最大效能,就需要經(jīng)常用它,讓鋰電內(nèi)的電子始終處于流動狀態(tài)。如果不經(jīng)常使用鋰電,請一定記得每月給鋰電完成一個充電周期,做一次電量校準(zhǔn),即深放深充一次。
鋰聚合物電池(Li-polymer,又稱高分子鋰電池):它也是鋰離子電池的一種,但是與液鋰電池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高安全性等多種明顯優(yōu)勢,是一種新型電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合各種產(chǎn)品的需要,制作成任何形狀與容量的電池。該類電池可以達(dá)到的最小厚度可達(dá)0.5mm。它的標(biāo)稱電壓與Li-ion一樣也是標(biāo)稱電壓3.7V,沒有記憶效應(yīng)。
聚合物鋰離子電池
根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同,鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池(lithiumionbattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的,電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解液的不同,鋰離子電池使用的是液體電解液,而聚合物鋰離子電池則以膠態(tài)聚合物電解液來代替。
普通鋰離子電池在過充、短路等情況時候發(fā)生時,電池內(nèi)部可能出現(xiàn)升溫、正極材料分解、負(fù)極和電解液材料被氧化等現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致氣體膨脹和電池內(nèi)壓加大,當(dāng)壓力達(dá)到一定程度后就可能出現(xiàn)爆炸。而聚合物鋰離子電池因為使用了膠態(tài)電解質(zhì),不會因為液體沸騰而產(chǎn)生大量氣體,從而杜絕了劇烈爆炸的可能。
目前國內(nèi)的聚合物電池多數(shù)僅僅是軟包電池,采用鋁塑膜做外殼,但電解液并沒有改變。這種電池同樣可以薄型化,其低溫放電特性比聚合物電池更好,而材料能量密度則與液態(tài)鋰電池、普通聚合物電池基本一致,但因為使用了鋁塑膜,因此比普通液態(tài)鋰電更輕。安全方面,當(dāng)液體剛沸騰時軟包電池的鋁塑膜會自然鼓包或破裂,同樣不會爆炸。
須注意的是,新型電池依然可能燃燒或膨脹裂開,安全方面并非萬無一失。
與液態(tài)鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池不但安全性高,同時還具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點,外殼也使用了更輕的鋁塑復(fù)合薄膜。不過,其低溫放電性能可能還有提升的空間。
液態(tài)鋰電
由于各個廠商生產(chǎn)工藝的不同,市場上的聚合物鋰電分為卷繞式(索尼、東芝為代表)、疊片式(TCL、ATL為代表)兩種不同結(jié)構(gòu),但適應(yīng)于手機需求的規(guī)格大都在4mm厚度以下。與液態(tài)比較,由于聚合物外包裝采用了更薄的鋁膜,比鋼殼、鋁殼更薄,而且生產(chǎn)方式與液態(tài)鋰電不同,聚合物越薄越好生產(chǎn),理論上可以生產(chǎn)出0.5mm以下厚度的電池。
液態(tài)鋰電正好相反,越厚越好生產(chǎn),低于4mm厚度的電池很難生產(chǎn),即使生產(chǎn)出來了,容量明顯不如聚合物鋰電,成本也沒優(yōu)勢。因而,電池越薄,聚合物生產(chǎn)成本越低、液態(tài)生產(chǎn)成本越高。
但較厚的規(guī)格上,液態(tài)鋰電供應(yīng)鏈成熟,工藝成熟,生產(chǎn)效率高,成品率高,有很強的制造成本優(yōu)勢。從市場來看,5mm、6mm厚度系列的液態(tài)鋰電池雖然比3mm、4mm厚度系列電池容量高很多,但售價要低很多。聚合物從理論上來講,在5mm、6mm厚度規(guī)格上的材料成本與液態(tài)接近,但目前5mm、6mm系列電池的工藝成本要比液態(tài)高出很多,因而,要在此規(guī)格上與液態(tài)真正形成競爭,還有不少距離。
1、定期檢查:不論是傳動驅(qū)動汽車,還是新能源汽車,對汽車情況定期檢查都是必不可少的一個環(huán)節(jié)。如果在使用過程中,新能源汽車的續(xù)行里程突然大幅度下降,則很有可能是電池組中最少有一塊電池出現(xiàn)問題,這時應(yīng)立即趕往修理廠及時處理。
2、充電時間不宜過長:新能源汽車切忌過度充電、過度放電和充電不足,這些都會縮短電瓶壽命。在使用過程中,應(yīng)根據(jù)實際車輛情況來決定充電時間及頻率,如果電量表指示燈亮起應(yīng)盡快充電,否則導(dǎo)致電瓶過度放電會影響壽命。并且充電時間不宜過長,否則會形成過度充電,使電瓶發(fā)熱。如充電過程電瓶溫度超過65℃時,應(yīng)當(dāng)立即停止充電,以免發(fā)生危險。
3、起步請輕踩:新能源汽車在起步時如果猛踩加速,會導(dǎo)致電池大電流放電,大電流放電容易產(chǎn)生硫酸鉛結(jié)晶,從而損害電池極板的物理性能,影響使用壽命。所以在此提醒廣大車主,起步勿著急。
4、長時間停放也要充好電:有的車主認(rèn)為,如果長時間不使用車輛,并不擔(dān)心新能源汽車在虧電狀態(tài)下停放,只要在下次使用前將汽車充好電就可以了,這是一大誤區(qū)。在虧電狀態(tài)下存放電池,很容易出現(xiàn)硫酸鹽化,硫酸鉛結(jié)晶物附著在極板,對電池危害極大。所以有上述習(xí)慣的車主要及時改掉。
5、防止暴曬及過冷:新能源汽車如果長時間在陽光下暴曬會溫度過高的環(huán)境會使蓄電池內(nèi)部壓力增加而使電池失水,引發(fā)電池活性下降,加速極板老化;而如果長時間在寒冷環(huán)境停止的話,將會對續(xù)航能力產(chǎn)生急劇下滑的影響,并且對電池組性能會產(chǎn)生不利影響。有不少北方地區(qū)車主反映,新能源車輛在冬季行駛都不敢打開空調(diào),就是擔(dān)心續(xù)航能力會更差。
6、輪胎氣壓與電池有著密不可分的關(guān)系:這個原理與傳統(tǒng)驅(qū)動汽車相同,不正確的輪胎氣壓會造成大量耗電、行駛里程短,同時也降低輪胎壽命,并且對行車安全也造成了一定的威脅。
新能源汽車電池保養(yǎng)是很重要的,電池對于新能源汽車來說可是最關(guān)鍵的“心臟”部位,據(jù)了解電動車電池最大壽命在6年左右,當(dāng)然了,這里所提到的電池壽命指的是電池帶電能力下降到原來的70%,并不是100%。所以廣大車主為了這6年的安心,日常的保養(yǎng)工作必不可少。
除了新能源車電池需要保養(yǎng)之外,需要保養(yǎng)的部位還有以下幾個:
1、外觀:即對車輛外觀進(jìn)行檢查,外觀檢查主要有車燈功能是否正常,雨刮膠條老化情況,車漆有無破損等。
2、底盤:底盤也和平常一樣,主要進(jìn)行各傳動部件,懸掛以及底盤連接件的檢查,看是否松曠老化。
3、機艙:即檢查機艙內(nèi)各線束有無老化,虛接情況等。切記,不可用水清洗機艙內(nèi)部。
4、液面:防凍液,與燃油車不同的是電動車防凍液用于冷卻電機,需要根據(jù)廠家規(guī)定時間定期更換(一般更換周期為2年或4萬公里)。另外齒輪油又叫變速箱油,也是電動汽車需要比較頻繁更換的油液。
5、輪胎:因為輪胎相當(dāng)于人們所穿的鞋子,是直接與地面接觸的。因路況的因素,就會有各種故障現(xiàn)象。主要對胎壓,裂痕,創(chuàng)傷以及磨損情況等進(jìn)行檢查。
澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)昨天發(fā)表研究報告稱,該機構(gòu)科學(xué)家發(fā)明了一種更簡單的方法用來延長充電鋰電池的壽命,該機構(gòu)將這種方式命名為“鹽浴”。
據(jù)悉,改方法由CSIRO與皇家墨爾本理工大學(xué)、昆士蘭科技大學(xué)合作研究發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)CSIRO的研究人員介紹,他們所用的材料是一種離子液,這種離子液也稱常溫熔鹽,是一種透明、無色、無味、且阻燃的獨特液體,這些材料可以在電極表面形成一層保護(hù)膜,使電池在使用時保持穩(wěn)定。處理電池的過程和原理為,在電池組裝前,將鋰金屬電極浸沒在含有離子液和鋰鹽的混合電解液中,經(jīng)過這種處理后,不但能延長電池的壽命,而且可以將電池的續(xù)航時間延長,性能和安全性也能得到一定的增強。
電動汽車鋰電池壽命:鋰電池的壽命
現(xiàn)階段各個廠商嘗試研發(fā)的電動汽車所載電池基本都是蓄電池(鋰離子電池為主)和燃料電池,燃料電池由于研發(fā)成本和維護(hù)費用過高(燃料電池的維護(hù)成本大概是蓄電池的三到四倍左右),不太適合現(xiàn)階段的電動汽車發(fā)展。所以暫且不提,單說現(xiàn)在普遍使用的鋰電池。
普通的電子產(chǎn)品上的鋰離子電池使用壽命大概是5到20年,平均為8年,而以現(xiàn)在的技術(shù)水平,鋰離子電池在電動汽車上的使用壽命只有大約3-5年。當(dāng)電動汽車上的電池容量衰減到初始容量的80%以下時,電動汽車的續(xù)駛里程將會明顯減少,當(dāng)電池容量衰減到70%以下時,就必須要更換電池了。對于目前的很多純電動汽車來說,電池的成本大約占汽車總成本的40%左右,也就是說,更換電池就相當(dāng)于換了小半個車。
電池主要由管式正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋、極柱、注液蓋等組成。排氣式蓄電池的電極是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成,電解液是硫酸的水溶液。主要優(yōu)點是電壓穩(wěn)定、價格便宜;缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護(hù)頻繁。老式普通蓄電池一般壽命在2年左右,而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水。不過隨著科技的發(fā)展,鉛酸蓄電池的壽命變得更長而且維護(hù)也更簡單了。
鉛酸蓄電池最明顯的特征是其頂部有可擰開的塑料密封蓋,上面還有通氣孔。這些注液蓋是用來加注純水、檢查電解液和排放氣體之用。按照理論上說,鉛酸蓄電池需要在每次保養(yǎng)時檢查電解液的密度和液面高度,如果有缺少需添加蒸餾水。但隨著蓄電池制造技術(shù)的升級,鉛酸蓄電池發(fā)展為鉛酸免維護(hù)蓄電池和膠體免維護(hù)電池,鉛酸蓄電池使用中無需添加電解液或蒸餾水。主要是利用正極產(chǎn)生氧氣可在負(fù)極吸收達(dá)到氧循環(huán),可防止水分減少。鉛酸水電池大多應(yīng)用在牽引車、三輪車、汽車起動等,而免維護(hù)鉛酸蓄電池應(yīng)用范圍更廣,包括不間斷電源、電動車動力、電動自行車電池等。鉛酸蓄電池根據(jù)應(yīng)用需要分為恒流放電(如不間斷電源)和瞬間放電(如汽車啟動電池)。
當(dāng)放電進(jìn)行時,硫酸溶液的濃度將不斷降低,當(dāng)溶液的密度降到1.18g/ml時應(yīng)停止使用進(jìn)行充電
充電:2PbSO?+2H?O=PbO?+Pb+2H?SO?(電解池)
鉛蓄電池
鉛蓄電池(4張)
放電:PbO?+Pb+2H?SO?=2PbSO?+2H?O(原電池)
陽極:PbSO?+2H?O-2e‐===PbO?+4H﹢+SO?2‐
陰極:PbSO?+2e‐===Pb+SO?2‐
負(fù)極:Pb+SO?2‐-2e===PbSO?
正極:PbO?+4H﹢+SO42‐+2e‐===PbSO?+2H?O
蓄電池是1859年由法國人普蘭特(Plante)發(fā)明的,至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后,在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得,使用上有充分的可靠性,適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。
















