3C類消費(fèi)電子產(chǎn)品的鋰電池壽命是多久呢?
—————————————————————————
下面說說鋰電池壽命問題
不知道大家對新買的智能手機(jī)的電池什么感受。
個(gè)人感受是前3個(gè)月電池耐用,后來慢慢的一天兩充,一年后基本一天隨時(shí)都在見縫插針式的充電了。
汽車也一樣,不過這個(gè)衰弱沒手機(jī)這類電子產(chǎn)品那么明顯,而衰弱是看使用了多久,消耗了多少壽命。
比如某些電動(dòng)車用的都是動(dòng)力18650。
18650是非常常見的鋰電池單體。手電筒,筆記本電腦,充電寶里都跟常用。
這類消費(fèi)電子產(chǎn)品的鋰電池壽命是多久呢?
一般的是循環(huán)300到500次。過了壽命不是不能用,但是內(nèi)阻會(huì)增大很多,發(fā)熱大,容量激減,充電時(shí)間增長。
這里說的循環(huán)次數(shù)是指完全循環(huán),是指從完全充滿電,消耗到低于20%,然后在充電到截止電壓后保留充電10分鐘。這個(gè)過程完成一次叫一次(完全)循環(huán)
鋰電池可以隨用隨充,且沒有記憶效應(yīng)。
所以可以近似的這么理解:把一塊電池從100%用到15%,再充到100%,這算一次循環(huán);
把一塊電池從100%用到50%,再充20%,再用40%,再充70%(充滿)。這些步驟加在一起,也算一次循環(huán)。
恩,這是近似理解,實(shí)際上差那么一點(diǎn)??偼晖暾姆磐觌娫俪錆M電對電池壽命與容量反倒不太好。
國外優(yōu)秀的18650壽命能比國產(chǎn)品牌的好些,比如喪門星旗下的18650電池,或者更好的三洋,松下,一般認(rèn)為是800次循環(huán),好的據(jù)說能達(dá)到1000個(gè)循環(huán)。然而到底能不能達(dá)宣傳的數(shù)據(jù),我也沒有專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,沒法整天充放實(shí)驗(yàn),他說能達(dá)到我就信了吧。
鋰電池壽命就是這樣,技術(shù)所限。
按照800個(gè)循環(huán)算,能用多久?電腦一般也就2年,而手機(jī)用的聚合物電池壽命按500-800算,初期一天一充,后期一天兩充。也就用1年多,至多一年半。這正好是符合大家實(shí)際感受的。
電動(dòng)車用的動(dòng)力18650壽命性能都是優(yōu)于剛才說的消費(fèi)電子產(chǎn)品里的18650的。
壽命也主要看材料的物理性質(zhì),不同品牌造成的技術(shù)差異確實(shí)存在,但是影響不如電池材料本身性能差異明顯。(剛才說的消費(fèi)電子產(chǎn)品電池也是這個(gè)原理)
錳酸鋰大約500次循環(huán),改性錳酸鋰大約1000次,磷酸亞鐵鋰2000次。
看看比亞迪用的什么電池。
磷酸鐵鋰電池,并不知道電池單體的型號(hào)與外形尺寸,不過我們可以查出磷酸鐵鋰電池壽命
理論有2000次,理論2000次已經(jīng)是鋰電池里高壽的了。雖然這只是理論壽命,實(shí)際有沒有2000次有待觀察。
而且并不是說壽命內(nèi)電池容量就不會(huì)減少了,在壽命之內(nèi)電池的容量也會(huì)減少,但是不會(huì)像超期服役那樣激跌。
舉個(gè)例子,我有一節(jié)日本原裝三洋2200mAh電池。
有熟悉三洋產(chǎn)品的人會(huì)一眼看出,這還是老包裝的,10多年前就淘汰了。沒錯(cuò),這節(jié)電池生產(chǎn)年份是2002年,這十多年一直飽受我的折磨,嚴(yán)重超期服役,年輕時(shí)候在聯(lián)想筆記本里效力,當(dāng)筆記本被淘汰后又被我拆出來單用。一般玩家遇到這種電池早扔了,不過我一直留了幾節(jié),作為反面教材。這個(gè)充放電周期大概會(huì)超過2000甚至3000次了吧?,F(xiàn)在只能放出541mAh。
而壽命內(nèi)的電池,我測過三星2600mAh的18650,用了2年,估計(jì)循環(huán)有500到800。印象里能放出1800到2000mAh電量(剛才試圖找照片,但是找不到了)。這種還在壽命內(nèi),中老年的三元鋰電池容量衰減就比較嚴(yán)重了。
如果是剛用了200到300次,處在壯年期的電池,是可以輕松放出僅僅是略低于標(biāo)注容量的電量的。
這類三元鋰電池的理論壽命能有1000次充放電循環(huán),但在實(shí)際使用中,當(dāng)進(jìn)行500次左右的充放電循環(huán)后,電池容量就基本衰減成了一半。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。(此處數(shù)據(jù)憑我經(jīng)驗(yàn)給的,肯定不如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,但是符合我實(shí)際使用的認(rèn)知)
但是如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環(huán)中工作,不榨光電池的精力,即使經(jīng)過3000次的充放電循環(huán),電池容量基本還能能夠保持在70%左右(此處數(shù)據(jù)是資料里復(fù)制來的,但我不相信能用3K次還保持70%)。但這需要非常優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng),所以特斯拉才會(huì)對自己的電池管理系統(tǒng)這么自豪。
比亞迪使用的磷酸鐵鋰電池,相比三元鋰電池能更好一些,磷酸鐵鋰電池即便是經(jīng)過3000次0-100%的充放電使用,容量也只會(huì)衰減到80%,所以磷酸鐵鋰電池的電池管理系統(tǒng)就沒那么復(fù)雜,也就進(jìn)一步降低了整車研發(fā)成本。
(以下部分有更新,之前我只是簡單的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的,然而我也沒接觸過電動(dòng)車,估計(jì)的不可靠,現(xiàn)在改成計(jì)算出極端情況,再加對比一些參考數(shù)據(jù))
比亞迪唐的磷酸鐵鋰電池60公里續(xù)航版本的是16.6千瓦時(shí)的,續(xù)航80公里版本的是18.4千瓦時(shí)。
和評(píng)論里用特斯拉舉例的朋友列出的特斯拉的數(shù)據(jù)(85千瓦時(shí),500公里)比有點(diǎn)低哇……
因?yàn)槭怯碗娀旌?,行?dòng)期間到底多少部分用油多少用電真不好說。(哪位能找到可參考的數(shù)據(jù)請告知)
下面按計(jì)算的是極端情況,假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)沒用,全靠電動(dòng)機(jī)。一年大概2到3萬公里。
2~3W公里/60公里續(xù)航=333~500次循環(huán)。
這是極端情況(只使用電池,完全不用汽油機(jī)),理想情況下的最短壽命。大概約等于4年多用完電池壽命
理想狀態(tài)包括恒定速度、恒定溫度、不開空調(diào)、載重等等。當(dāng)然誰都知道這是扯淡,它肯定跑不了這么遠(yuǎn),問題是在現(xiàn)實(shí)世界里它到底能跑多遠(yuǎn)?
而特斯拉實(shí)際使用的反饋有一些了,可以參考特斯拉的估算,特斯拉宣傳500公里續(xù)航,看了一些反饋文章,實(shí)際續(xù)航里程應(yīng)該在250~300km公里左右。也就是0.5~0.6。這個(gè)系數(shù)0.5~0.6的文章中提到了是城市擁堵路況,使用了空調(diào)等用電設(shè)備。如果道路順暢,不用多余的用電器,這個(gè)系數(shù)會(huì)比較大,會(huì)接近1,一些朋友反應(yīng)會(huì)有0.8
當(dāng)然這次計(jì)算是按保守計(jì)算,所以取小值。
比亞迪唐不同版本宣稱60,80公里,乘以這個(gè)系數(shù)0.5~0.6。大約是30~36和40~48公里。
用這個(gè)純電續(xù)航再計(jì)算,一年2到3萬公里÷折中的33和44公里。
得到兩種版本分別為一年606~909和455~682次循環(huán)
用2000次的壽命換成時(shí)間年,壽命為2.2~3.3和3~4.4年。
這是極端情況下,也就是完全不用汽油機(jī)。并且還是天天擁堵,一直使用空調(diào)的最保守情況?;究梢哉f是最短電池壽命,實(shí)際使用壽命可能會(huì)長一點(diǎn)。
以上參考了一些其他產(chǎn)品的數(shù)據(jù)估算出的。如果有人實(shí)際用廢了一個(gè)電池發(fā)現(xiàn)完全不符我也信。
這個(gè)純電續(xù)航真的很可憐,不過幸好比亞迪唐是油電混合的。有了汽油機(jī)后會(huì)在合適的情況下使用汽油機(jī),提高轉(zhuǎn)換效率,延長電池壽命(雖然一些文章提到在長途沒電后超級(jí)費(fèi)油,畢竟還要發(fā)電嘛)
據(jù)我所知一般代步用的情況,城市內(nèi)使用,這個(gè)30到40公里的純電續(xù)航是夠用的,城市內(nèi)啟停較多,用電動(dòng)機(jī)的情況下更多。優(yōu)點(diǎn)是不用像長途一樣總消耗自己的汽油來發(fā)電,也就是能省油。如果有充電條件,每天都有好好補(bǔ)充電量。就會(huì)越來越接近之前估算的純電情況。
在城市里總用電,總充電,而電池容量還小。換之而來的是充電放電更多……長此以往……
另外別忘了電池是越用越小的。以上的理想化估計(jì)根本沒考慮壽命內(nèi)的電池耗損。而本問題下有幾個(gè)另外的回答和我估計(jì)的一樣,自家用開的少還堪用。開的一旦多了,電池毀的非??臁?br />
現(xiàn)在因?yàn)閰⒖假Y料不足不能估算了。
但是可以知道的是比亞迪唐的電池容量較小,存不了多少電能后就電量低,需要充電。比大電池的車更容易消耗循環(huán)壽命的次數(shù)。
車不像手機(jī)電腦這類消費(fèi)電子產(chǎn)品,體積限制導(dǎo)致電池容量也小,長時(shí)間使用消耗循環(huán)次數(shù)多。而且電池過了壽命基本性能也不行了,直接扔整機(jī)買新的。
汽車這種東西一般5-10年過去了,性能還相當(dāng)夠用,不可能報(bào)廢整車,要是趕上高寒區(qū)這種嚴(yán)消耗電池壽命的地區(qū),電池壽命更短。官方說能用8年,因?yàn)閯偝鰰r(shí)間沒多少年,現(xiàn)在沒有已經(jīng)電池報(bào)廢的樣本,也缺乏使用數(shù)據(jù)沒法靠簡單計(jì)算(不過評(píng)價(jià)有點(diǎn)悲慘)。
但是總是感覺這么小容量帶來的壽命消耗會(huì)讓壽命難以達(dá)到官方宣傳。
這到了小于宣稱8年,實(shí)際上可能接近4年到5年的年限車還沒報(bào)廢就得大修換電池……畫面有點(diǎn)美
個(gè)人感覺即使是混動(dòng)車,如果通過增大電池容量,或者其他方法減少循環(huán)次數(shù),是可以增加電池壽命的。但是增大電池,一次更換電池花費(fèi)也很大,可能安全性問題也比現(xiàn)在小容量的也更嚴(yán)峻。具體多大電池是最好的,就要廠家權(quán)衡,比較多款電動(dòng)車最后做出決定了。
-----------------------------------------------------------------------
另外最近boom7挺火,我在題外話說說鋰電池的安全性問題,我非常不支持電動(dòng)車的主要原因就是它。
18650,即指電池的直徑為18mm,長度為65mm,圓柱體型的電池。它的優(yōu)點(diǎn)很多:價(jià)格低廉、容量大、壽命長、電壓高、沒有記憶效應(yīng)、內(nèi)阻小、一致性高。但需要注意的是18650鋰電池是工業(yè)配套電池,鋰電需要在正確的條件下正確的使用。
如果不正確的使用,在極端情況下(如過充、高溫等),內(nèi)部會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的氣體。18650電池使用的是金屬外殼,有一定的強(qiáng)度,當(dāng)內(nèi)部氣壓達(dá)到一定的時(shí)候鋼殼會(huì)破裂爆炸,發(fā)生極恐怖的安全事故。所以大部分廠家在18650之類的鋼殼鋰電池上加入了泄壓閥。當(dāng)壓力過大,泄壓閥被沖破,壓力從正極處噴出??梢苑乐菇饘贇んw成為手榴彈破片。不過內(nèi)部含鋰的成分到了空氣中會(huì)劇烈自燃。這是鋰電的性質(zhì),誰家的鋰電都一樣,對鋰電泄露后劇烈自燃感興趣的可以參考下gif圖。用刀戳破鋰電池。
以上兩種都是三元鋰電池的特點(diǎn),而比亞迪用的磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定許多,電池就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒,遭到350℃的高溫也不會(huì)起火(三元鋰電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰電池略勝一籌。但是磷酸鐵鋰電池技術(shù)性能基本都到瓶頸了。能量密度低于三元鋰電池,目前感覺現(xiàn)階段三元才是正路,雖然安全性問題亟待解決。
「但磷酸鐵鋰的好日子似乎已經(jīng)走到頭??萍疾?ldquo;863計(jì)劃”節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛在接受媒體采訪時(shí)表示:磷酸鐵鋰電池發(fā)展已到了瓶頸期,三元鋰電池代替磷酸鐵鋰電池將是新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展的歷史趨勢。以目前市場銷售的某純電動(dòng)汽車為例,號(hào)稱電池能量密度可達(dá)157瓦時(shí)/公斤,其實(shí)那只是單體電池的能量密度,以現(xiàn)有技術(shù)來說,其單體電池成組后能量密度則降為100瓦時(shí)/公斤,最后再將電池組應(yīng)用到汽車上,在實(shí)際道路上所表現(xiàn)出來能量密度比也就90左右。而三元鋰電池的能量密度比可以達(dá)到170瓦時(shí)/公斤,意味著搭載同樣重量的電池,汽車可以多行駛1/3左右路程。國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》明確提出“電池模塊的能量密度要求是大于150瓦時(shí)/公斤”的要求,磷酸鐵鋰電池?zé)o法滿足現(xiàn)有要求












