三元鋰電池壽命是在使用到一定程度后,容量衰減程度比例所計(jì)算的,直接到容量壽命為零終止。業(yè)內(nèi)算法一般是三元鋰電池充滿電之后放電一次,這叫循環(huán)壽命。在使用過(guò)程中,鋰電池內(nèi)部發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)會(huì)造成電池容量的下降,比如使用不當(dāng)?shù)那闆r,或者極高溫或者極低溫情況下使用。比如電解液的分解,活性材料的失活,正負(fù)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(shí)驗(yàn)標(biāo)明,更高倍率的放電會(huì)導(dǎo)致容量更快的衰減,如果放電電流較低,電池電壓會(huì)接近平衡電壓,能釋放出更多的能量。
三元鋰電池理論壽命為1200次完全充放電,也就是完全循環(huán)壽命,按使用頻率來(lái)說(shuō),三天一次完全充放電,一年120次完全充放電,三元鋰電池使用壽命達(dá)到十年,即使使用過(guò)程中有損耗或者充放電天數(shù)減少,也可以達(dá)到八年,注意,這里說(shuō)的是容量壽命,在八年之后三元鋰電池的容量還會(huì)有百分之六十以上,這是標(biāo)準(zhǔn)性所在。
三元鋰電池的理論壽命,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(shuō)可以達(dá)到1萬(wàn)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(shū)中承諾大于500次(標(biāo)準(zhǔn)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(wèn)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。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%,不建議進(jìn)行深度充放電,不然會(huì)對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷,若是以淺充淺放來(lái)計(jì)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(huì)大幅下降到不足200次。新能源汽車三元鋰電池的壽命,一般是用電池循環(huán)使用次數(shù)來(lái)進(jìn)行衡量。國(guó)家對(duì)于電池壽命有一些法律法規(guī)要求,即當(dāng)動(dòng)力電池容量衰減到80%以下時(shí),就需要進(jìn)行強(qiáng)制回收,繼續(xù)梯次利用。
同時(shí)對(duì)于動(dòng)力電池電芯循環(huán)使用壽命,國(guó)家強(qiáng)制要求必須要在1000次以上,而對(duì)于整一個(gè)動(dòng)力電池的PACK,磷酸鐵鋰一般可以做到2000次,而三元鋰電池,平均水平是在500-1000次,做得好的,則可以達(dá)到1000次以上。
考慮電池能量密度,三元鋰電池相對(duì)于磷酸鐵鋰電池要有明顯的優(yōu)勢(shì),三元鋰電池的平均水平可以做到140Wh/kg,而磷酸鐵鋰的平均水平則為120 Wh/kg。