影響鋰電池健康狀態(tài)和使用壽命的因素有哪些?

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-11-11 09:48  瀏覽量：次

影響鋰電池健康狀態(tài)和使用壽命的因素有哪些?鋰電池的健康狀態(tài)和壽命研究越來(lái)越受重視,鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估對(duì)電池的使用、維護(hù)和經(jīng)濟(jì)性分析具有指導(dǎo)意義,電池的健康狀況，包括容量、功率、內(nèi)阻等性能，更多情況下是對(duì)電池組壽命的預(yù)測(cè)。

鋰電池健康狀態(tài)研究意義

電池SOH表征當(dāng)前電池相對(duì)于新電池存儲(chǔ)電能的能力，以百分比的形式表示電池從壽命開始到壽命結(jié)束期間所處的狀態(tài)，用來(lái)定量描述當(dāng)前電池的性能狀態(tài)。

①對(duì)電池管理的意義

電池管理系統(tǒng)估算電池荷電狀態(tài)和剩余電量與電池的容量有關(guān)，若鋰電池管理系統(tǒng)能掌握電池的老化規(guī)律和健康狀態(tài)，將有助于其做好電池全壽命周期的電池管理。

②對(duì)電池使用和維護(hù)的意義

SOH研究有利于掌握電池老化影響因素，為鋰電池的使用和維護(hù)提供理論指導(dǎo)。對(duì)電池的使用和維護(hù)而言，了解影響電池老化的因素可減少高低溫以及過(guò)充過(guò)放等有損電池使用的情況；知悉電池當(dāng)前的健康狀態(tài)，可幫助判斷電池的內(nèi)在隱患和壽命情況，為電池維護(hù)和更換提供參考。

③對(duì)電池經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的意義

SOH的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)鋰電池的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估有重要意義，鋰電池的應(yīng)用場(chǎng)景、使用方式和維護(hù)手段不同造成電池的壽命差異，使電池的使用成本、經(jīng)濟(jì)效益等經(jīng)濟(jì)性評(píng)估有差別。通過(guò)SOH研究建立電池的老化模型，為分析電池的經(jīng)濟(jì)性提供數(shù)據(jù)支撐，將為企業(yè)投資決策、政府政策制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供有效輔助。

影響鋰電池健康狀態(tài)的因素有哪些?

1、溫度對(duì)充電鋰電池SOH值的危害

一般覺得，溫度是危害鋰電池健康情況的關(guān)鍵要素，溫度對(duì)鋰電池性能有雙向危害，一方面高溫會(huì)加快充電電池內(nèi)部的化學(xué)變化，提升充電電池的高效率和特性，另一方面高溫會(huì)使一些不可逆的化學(xué)變化產(chǎn)生，造成充電電池內(nèi)活性物質(zhì)降低，造成充電電池脆化和容積衰減系數(shù)。

科學(xué)研究結(jié)果顯示，高溫會(huì)加快充電電池電級(jí)SEI膜的生長(zhǎng)發(fā)育，提升了鋰離子電池透過(guò)SEI膜的艱難，劑量擴(kuò)大了充電電池的內(nèi)電阻。

2、充放電電流量倍率對(duì)SOH成分的危害

用18650充電電池開展了三種不一樣充放電倍數(shù)的300次循環(huán)系統(tǒng)試驗(yàn)，結(jié)果顯示：電池電量各自衰減系數(shù)、電池電量減少、電池內(nèi)阻擴(kuò)大、電池內(nèi)阻擴(kuò)大、電池內(nèi)阻擴(kuò)大、電池內(nèi)阻擴(kuò)大；另外，聚合物電芯充放電會(huì)在充電電池內(nèi)部造成大量的發(fā)熱量，加快充電電池脆化，根據(jù)透射電鏡觀查發(fā)覺，聚合物電芯充電電池充放電電級(jí)表層SEI膜較低倍數(shù)充放電膜厚。

3、循環(huán)系統(tǒng)間距對(duì)充電電池SOH濃度值的危害

充放電鋰電池組循環(huán)系統(tǒng)間隔時(shí)間也會(huì)危害充電電池的脆化全過(guò)程，循環(huán)系統(tǒng)間隔時(shí)間不一樣相匹配的鋰電池內(nèi)阻不一樣，因此循環(huán)系統(tǒng)期內(nèi)充電電池發(fā)燙和反映稍有不一樣，長(zhǎng)期性運(yùn)作則會(huì)危害充電電池的身心健康和脆化。專家認(rèn)為充電電池的SOC范疇為20%~80%，這對(duì)充電電池的身心健康及循環(huán)系統(tǒng)使用壽命是有益的。

4、電池充電截止電壓對(duì)SOH值的危害

鋰電池組過(guò)度充電虧電都是會(huì)危害充電電池的身心健康，不善的工作電壓上、低限也會(huì)危害鋰電池組的身心健康。伴隨著截至充放電工作電壓的減少，電瓶的內(nèi)電阻擴(kuò)大，造成電瓶?jī)?nèi)部發(fā)燙，另外造成不良反應(yīng)提升，電瓶活性物質(zhì)降低，負(fù)級(jí)高純石墨片坍塌，電瓶加快脆化，衰減系數(shù)容積。

鋰電池充電截止電壓過(guò)過(guò)高造成電池內(nèi)阻擴(kuò)大，充電電池內(nèi)部發(fā)燙提升，電池充電過(guò)多會(huì)造成負(fù)級(jí)造成“析鋰”狀況，進(jìn)而造成不良反應(yīng)增加，危害電池電量和脆化。

影響鋰電池使用壽命的因素有哪些?

設(shè)計(jì)和制造工藝：在鋰電池設(shè)計(jì)過(guò)程中，材料的選擇是最重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好，電池的循環(huán)壽命才會(huì)長(zhǎng)。

電解液的種類和注液量也影響著電池壽命：鋰電池的制造工藝流程主要包括：正負(fù)極配料、涂布、制片、卷繞、入殼、注液、封口、化成等。在電池生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)每一步的流程都要求非常嚴(yán)格。任何一個(gè)流程沒有控制好都有可能影響電池循環(huán)性能。

鋰電池定制使用過(guò)程即充放電循環(huán)的過(guò)程，充放電電流的大小、充放電截止電壓的選擇及采用何種充放電方式等充放電制度對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命也有很重要的影響。凡盲目增大電池的工作電流、增加充電截止電壓、降低放電截止電壓等都會(huì)使電池性能下降。

總結(jié)：我們知道鋰電池的壽命評(píng)估和設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，對(duì)于鋰電池產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，鋰電池的壽命往往決定了產(chǎn)品的壽命。鋰電池的價(jià)格也不便宜，我們?nèi)粘Ｔ谏钪惺褂玫臅r(shí)候一定要注意維護(hù)保養(yǎng)。