好電池是怎樣的呢?
來源:寶鄂實業(yè)
2021-09-30 19:22
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一、壽命長
二次電池壽命,包括循環(huán)壽命和日歷壽命兩個指標。循環(huán)壽命是指電池經(jīng)歷了廠家承諾的循環(huán)次數(shù)后,剩余容量仍然大于等于80%。日歷壽命是指無論使用與否,在廠家承諾的時間段內(nèi),其剩余容量不得小于80%。
壽命,是動力電池的關(guān)鍵性指標之一,一方面,更換電池這個大動作確實麻煩且用戶體驗不好;另一方面,根本上,壽命是成本問題。
鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間后,容量衰減為標稱容量(室溫25℃,標準大氣壓,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。實驗表明,更高倍率的放電會導(dǎo)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。
三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán),在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據(jù)說可以達到1萬次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次(標準條件下充放電),但是電芯在配組做成電池包后,由于一致性問題,主要是電壓和內(nèi)阻不可能完全一樣,其循環(huán)壽命大約為400次。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(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷,若是以淺充淺放來計算的話,循環(huán)壽命至少有1000次。另外,鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電,電池壽命會大幅下降到不足200次。
二、 成本低
電池本身每度電的價格低,是最直觀的成本。加上前面所說,對用戶來說,成本是否真的低,還要看“全生命周期度電成本”。
“全生命周期度電成本”,動力電池總電量乘以循環(huán)次數(shù)得到電池全生命周期可以利用的電量總和,用電池包總體價格除以這個總和,得到全生命周期內(nèi)每度電的價格。
我們平時所說的電池價格,比如1500元/kWh,都只是按照新電芯的總能量去計價,其實,全生命周期度電成本,才是終端客戶的直接利益所在。最直觀的結(jié)果就是,同樣的價格買到同樣電量的兩個電池包,一個充放50次就到了壽命終點,另一個充放了100次還能再用。這兩個電池包,哪個便宜哪個貴就一目了然了。
說白了就是壽命長,耐用,降低了成本。
除了上面的兩種成本,電池的維護成本也需要考慮。單純考慮前期成本,選用問題電芯,后期維護成本及人工成本太高。針對電芯本身的維護,主要指手動均衡。BMS自帶的均衡功能受限于自身設(shè)計均衡電流的大小,可能無法實現(xiàn)電芯之間的理想均衡,隨著時間的積累,電池組中就會出現(xiàn)壓差過大問題。遇到此類情形,只得進行手動均衡,對電壓過低的電芯單獨充電。這種情形出現(xiàn)的頻率越低,則維護成本越低。
三、安全性好
鋰電池的安全性,既包括內(nèi)部材質(zhì)的穩(wěn)定性,又包括電芯安全輔助措施的有效性。
所以不要再說鋰電池不安全等等。因為內(nèi)部材質(zhì)安全性指正負極材料、隔膜和電解液,熱穩(wěn)定性好,電解液與電極材料相容性好,電解液自身阻燃性好。安全輔助措施,指電芯的安全閥設(shè)計,熔斷器設(shè)計,溫度敏感電阻設(shè)計,靈敏度適當,單個電芯故障后,可以防止故障蔓延起到隔離作用。
四、一致性好
蒲迅技術(shù),通過“木桶效應(yīng)”我們了解到電池一致性的重要性。一致性,指應(yīng)用于同一個電池包的電芯,容量、開路電壓、內(nèi)阻、自放電等參數(shù)極差小,性能近似。自身具有優(yōu)異性能的電芯單體,如果一致性不好,成組后,往往其優(yōu)異性都被抹平。有研究表明,成組后電池組容量由最小容量電芯決定,電池包壽命小于壽命最短電芯壽命。
五、方便組裝
鋰電池能量密度高,為了防止單點能量過高,電池單體普遍能量較小。蒲迅技術(shù)分析鋰電應(yīng)用的范圍較廣。其中電動汽車的電池,需要把大量電芯組織起來,連接成一個整體使用。單體電芯經(jīng)過焊接、壓接等各種手段,形成模組,模組再經(jīng)過高壓導(dǎo)線連接,形成電池包。這個過程中,單體電芯是否易于焊接,是否為壓接設(shè)計了連接接口,是否方便熱管理系統(tǒng)對每個電池單體發(fā)揮作用,都會影響成組設(shè)計的簡潔性和成組效率的高低。有的電芯單體密度高,但形狀不友好,加工成電池包以后,能量密度只有單體的一半。電芯單體的連接特性不好,就會白白浪費了電芯的能量密度。
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