房車電源系統中,有一個很重要的模塊部分,那就是鋰電池,它在整套電源系統中涉及到充電-存電-放電環節,並且作為房車電力的儲存設備,往往需要在房車上安裝多塊鋰電池,因此,鋰電池使用壽命長短成為大家密切關注的話題。
那麼,鋰電池使用壽命到底受什麼因素影響呢?
鋰電池使用壽命主要受兩方面影響,一個是外部使用條件,一個是內部電芯的因素。
從外部使用條件來看,影響鋰電池使用壽命的因素主要包括充放電方式、充放電截止電壓、充放電倍率、使用溫度以及擱置條件。
從內部電芯因素來看,房車上鋰電池的使用往往是電池組的形式,電池組一般都是將成百上千隻電芯單體串並聯,單體一致性是影響使用壽命的另一重要因素。主要表現為電壓、容量、內阻等參數的不一致性。
電池外部使用條件對鋰電池使用壽命的影響
充放電方式:目前鋰電池在充電方法的研究方面,大多是基於馬斯理論開展的,即讓充電電流儘量接近馬斯理論的「最佳充電曲線」,不對電池造成傷害。有研究者對常見的幾種充電方法做了全面的對比,發現恆流恆壓充電以及階梯恆流充電法克服了恆流充電和恆壓充電的缺點,這種充電方式對電池損害最低,可廣泛使用。
充放電倍率、充放電截止電壓:不同的充放電倍率下,鋰電池循環相同時間後,鋰電池容量衰減損失率不同。改變充放電截止電壓後,經過測試發現,電極材料的結構也發生了改變。而正極材料結構的改變和負極表面膜增厚會導致鋰離子數量的減少及擴散通道阻塞,從而引起電池容量衰減。
使用溫度:不同的鋰電池有不同的最佳使用溫度,過高或過低的溫度都會對電池的使用壽命產生影響。研究表明,在常溫下循環電池的容量衰減較為緩慢,而在55℃和65℃高溫條件下,電池表現出很快的失效行為。當溫度低於-10℃時,電池的容量急劇衰減,同時,低溫下,鋰電池的性能也會變差,這與電解液的離子電導率降低以及電極材料有關。
擱置條件:鋰電池在擱置不使用的條件下,會由於電池本身的性質發生自放電、正負極材料鈍化、電解液分解等情況。而負極SEI性能不穩定會導致負極活性材料快速衰退,並容易產生鋰金屬析出,同時不同的電解液組份對電極材料的衰退影響程度不同。
內部電芯單體不一致性對鋰電池使用壽命的影響
單體的不一致性,主要表現為電壓、容量、內阻等參數的不一致性。不一致的單體電池串並在一起使用,電池組的壽命永遠小於壽命最短的單體電池的壽命。類似「木桶原理」,電池組的壽命,由壽命最短的單體電池決定。很大可能性,壽命最短的單體電池,就是那個容量小的電池。小容量電池,每次都是滿充滿放,出力過猛,很大可能最先到達壽命的終點。一個單體電池壽命終結,一組焊接在一起的電池組,也就跟著壽終正寢。
如何保障電池使用壽命,壽命不長是怎麼回事?
所以,了解了鋰電池使用壽命的影響因素後,解決這些問題,就能提高鋰電池的循環使用壽命。RENOGY如果新能源的智能磷酸鐵鋰,超長使用壽命循環4000次以上,7年行業最高質保。
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本文部分研究結論來源於「嘉峪檢測網」。