三元鋰電池容量衰減原因,三元鋰電池壽命是多久

來源：存能電氣  日期：2019-04-16 10:07  瀏覽量：次

　　三元鋰電池容量衰減的原因，三元鋰電池壽命是多久？三元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的70%，即可認為壽命終止。對于傳統(tǒng)電池來說，三元鋰電池具有壽命長，節(jié)能環(huán)保無污染，維護成本低，充放電完全，重量輕等等優(yōu)勢。

　　目前市面上在售的電動車基本都是使用鋰離子電池，不過鋰離子電池還有兩種類型，分別是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。今天我們就來介紹一下三元鋰電池的優(yōu)缺點、壽命和三元鋰電池容量衰減的原因。

　　三元鋰電池容量為什么會衰減?

　　三元鋰電池是繼鎘鎳電池、氫鎳電池之后發(fā)展最快的二次電池。鋰離子電池的應用很大程度取決于其充放電循環(huán)的穩(wěn)定性,和其它二次電池一樣,鋰電池在循環(huán)過程中容量衰減是不可避免的。

　　大倍率充放電也會造成三元鋰電池容量損失，這是因為正負極在充放電過程會發(fā)生體積收縮和膨脹，而充放電電流越大，收縮膨脹越劇烈，應力越大，從而正負極的顆粒在體積快速變化中更容易發(fā)生破裂或者從集流體剝離，導致循環(huán)衰減加快。

　　溫度絕對是影響三元鋰電池壽命的關(guān)鍵因素之一，過高的溫度或過低的溫度都會造成活性鋰離子含量的降低，從而減少鋰電池壽命。

　　影響三元鋰電池容量衰減的本質(zhì)是可脫嵌鋰離子含量的降低，其因素主要是正負極材料的結(jié)構(gòu)破壞或失活、電解液的分解、鋰電池的濫用等等。電池的充放電過程是一個復雜的電化學過程，導致電池容量衰減的因素也不是單一的，并且一個方面的惡化有可能會引發(fā)其他因素來共同影響電池的容量、循環(huán)性能、能量密度等。

　　三元鋰電池壽命是多久？

　　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。磷酸鐵鋰電池約為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鋰電池包后，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。廠家推薦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。

　　按照目前三元鋰電池的技術(shù)水平，如果使用得當，在電動汽車上起碼可以使用5年以上了。如果使用不當，則2-3年鋰電池壽命就衰減完了。所謂使用得當與否，主要是看三元鋰電池是否能夠遵守淺充淺放的原則，不要過度使用。

　　三元鋰電池壽命，理論上來講，三元鋰電池壽命是2000次充放電循環(huán)，我們算作一天一充，也能維持5年多。不過實際上使用與理論還是有區(qū)別的，如果進行1000次充放電循環(huán)，實質(zhì)上三元鋰電池已經(jīng)衰減了50%，也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。所以如何避免這種情況呢？隨用隨充，不要把電耗盡才去充電。另外，優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)也能減緩三元鋰電池衰減。

　　三元鋰電池優(yōu)缺點

　　三元鋰電池占了相當多一部分，這是因為三元鋰電池體積更小、能力密度更高、耐低溫、循環(huán)性能也更好，所以成為新能源乘用車的主流。三元鋰電池在容量與安全性方面比較均衡，是一款綜合性能優(yōu)異的電池。三種金屬元素的主要作用和優(yōu)缺點如下：

　　Co3+：減少陽離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，降低阻抗值，提高電導率，提高循環(huán)和倍率性能。

　　Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現(xiàn)象導致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結(jié)構(gòu)中的脫嵌越難，導致電化學性能變差。

　　Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu)，使容量降低，循環(huán)衰減。

　　能量密度高是三元鋰電池的最大優(yōu)勢，而電壓平臺是電池能量密度的重要指標，決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時間更長。

　　三元鋰電池的缺點也導致采用了三元鋰電池的新能源客車沒有辦法進入新能源車型目錄，原因是安全性。三元鋰電池熱穩(wěn)定性較差，在250-300℃高溫就會產(chǎn)生分解，并且三元鋰材料的化學反應尤其強烈，一旦釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，隨即發(fā)生爆燃現(xiàn)象。所以我們能夠看到，在極端的碰撞事故中，特斯拉等電動汽車依然還是有起火隱患。

　　以上就是小編給大家介紹的三元鋰電池壽命，三元鋰電池壽命是多久，目前，三元鋰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。