鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:263次 | 2024年01月25日
列舉影響鋰離子電池包循環(huán)壽命的原因
探究,影響鋰電池包循環(huán)壽命的原因有哪些?鋰電池就是最近幾年被大眾所認(rèn)可的可以延長(zhǎng)續(xù)航能力的新電池,但是經(jīng)過多個(gè)周期充放電循環(huán)后會(huì)出現(xiàn)電池容量等性能下降的現(xiàn)象。相同條件下電池容量衰減的越快,電池品質(zhì)就相對(duì)較差。鋰電池包的循環(huán)性能是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo),許多關(guān)于鋰電池包的標(biāo)準(zhǔn)都有循環(huán)壽命這一項(xiàng)目。
鋰電池包充放電循環(huán)過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程,其循環(huán)壽命影響因素是多方面的。下面就對(duì)影響鋰電池包循環(huán)壽命的因素進(jìn)行分析。
1、設(shè)計(jì)和制造工藝
在電池設(shè)計(jì)過程中,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)。一般來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)裝配過程中一般要求負(fù)極容量相對(duì)正極過量一些,如果不過量,在充電過程中負(fù)極會(huì)析出鋰,形成鋰枝晶從而影響安全性。負(fù)極相對(duì)正極過量太多,正極可能過度脫鋰,造成結(jié)構(gòu)坍塌。
電解液的種類和注液量也影響著電池壽命。鋰電池包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。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、鋰電池材料老化衰退
鋰電池包充放電循環(huán)的過程即為鋰離子通過電解液在正負(fù)極材料之間來(lái)回脫嵌、移動(dòng)的過程。在鋰電池包循環(huán)過程中,除在正負(fù)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)外,還存在大量副反應(yīng)。如果能將鋰離子電池的副反應(yīng)降至低水平,使鋰離子通過電解液始終能順暢地往返于正負(fù)極材料之間,就能使鋰離子電池的循環(huán)壽命得以增加。
正負(fù)極集流體的性質(zhì)也會(huì)影響電池的容量和循環(huán)壽命。鋰電池包正、負(fù)極常用的集流體材料分別為鋁和銅,二者都是易腐蝕的金屬材料。集流體被腐蝕后形成鈍化膜、粘附性差、局部腐蝕(點(diǎn)蝕)和全面腐蝕都會(huì)使電池內(nèi)阻增加,導(dǎo)致容量損失和放電效率降低??赏ㄟ^酸-堿浸蝕、導(dǎo)電包覆等預(yù)處理方法增強(qiáng)其粘附性和耐腐蝕性。
3、循環(huán)過程中充放電制度
鋰電池包的使用過程即充放電循環(huán)的過程,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)使鋰電池包性能下降。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
不同電化學(xué)體系的鋰離子電池的充放電截止電壓不同。在鋰離子電池充電過程中凡超過充電截止電壓就認(rèn)為發(fā)生了過充電。鋰離子電池過充時(shí),從正極上脫出的過量的鋰離子會(huì)沉積或嵌入到負(fù)極上,沉積的活性鋰易與溶劑反應(yīng),放出熱量使電池溫度升高。當(dāng)鋰電池的放電電壓低于放電截止電壓時(shí),就形成了過放電。
在過放電的過程中,鋰離子從負(fù)極上會(huì)過度脫出,下次充電時(shí)再嵌入會(huì)比較困難。鋰電池在過放電以后的循環(huán)過程中放電容量、充放電效率大為降低。另外,鋰電池極可能會(huì)在大電流條件下熔斷,設(shè)備元件也可能會(huì)被損壞。
4、鋰電池使用環(huán)境
鋰電池包的使用環(huán)境對(duì)其循環(huán)壽命影響也是非常重要的。其中,環(huán)境溫度是十分重要的因素。環(huán)境溫度過低或過高都會(huì)影響鋰電池的循環(huán)壽命。
常規(guī)的鋰電池工作溫度:-20~60,不過一般低于0后鋰電池性能就會(huì)下降,放電能力就會(huì)相應(yīng)降低,所以鋰電池性能完全的工作溫度,常見是0~40。一些特殊環(huán)境要求的鋰電池溫度就各有不同了,另外注意通風(fēng)良好,利于散熱,并保持環(huán)境的清潔。
高溫下鋰離子電池的充放電循環(huán)是不穩(wěn)定,高溫導(dǎo)致電池的電極電化學(xué)極化加劇和氣體的產(chǎn)生,造成鼓脹現(xiàn)象,同時(shí)電荷傳輸電阻增加,離子傳輸動(dòng)力學(xué)性能降低。低溫下恒壓充電時(shí)間增加,充電性能也明顯惡化。使用鋰離子電池的設(shè)備在運(yùn)輸或正常工作的情況下,有可能會(huì)經(jīng)受振動(dòng)、沖擊、碰撞等條件的考驗(yàn)。某些鋰電池在與系統(tǒng)通信時(shí)進(jìn)行充放電并根據(jù)一定頻率接收數(shù)據(jù)信息。
影響鋰電池包循環(huán)壽命的因素是多方面的。鋰離子電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)鋰電池的需求在數(shù)量和質(zhì)量上都提出更高的要求。循環(huán)壽命直接影響鋰電池的使用時(shí)間和品質(zhì),因此生產(chǎn)廠家對(duì)其影響因素的研究是十分必要的。
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