鉅大LARGE | 點擊量：933次 | 2021年04月08日
三元鋰離子電池壽命是多長時間呢？_詳解三元鋰離子電池壽命問題
三元鋰離子電池概況
由于構(gòu)成鋰離子電池的電解質(zhì)材料各有不同，鋰離子電池也被劃分為三元鋰離子電池和液態(tài)鋰離子電池兩種。三元鋰離子電池與液態(tài)鋰離子電池的正負極材料相同，電池工作原理相似，而其中的電解質(zhì)互不相同。三元鋰離子電池輕質(zhì)、儲能能力強、放電性能好并且可以造成各種形狀，并且壽命較長。三元鋰離子電池的電解質(zhì)為固態(tài)電解質(zhì)，相關(guān)于液態(tài)鋰離子電池的液態(tài)電解質(zhì)，三元鋰離子電池可以造成各種形狀從而改善電池的比容量。
隨著全球污染的日益加劇，節(jié)能環(huán)保成了社會發(fā)展的重中之重，目前我國大力提倡環(huán)保，并出臺了部分相關(guān)的政策，所以，市場上的環(huán)保設(shè)備越來越多。包括汽油車的減少，新能源汽車的市場投放，小到充電寶等產(chǎn)品，都是環(huán)保電池。也就是鋰離子電池，鋰離子電池較傳統(tǒng)鉛酸點來來說，有充電時間短，循環(huán)壽命長，節(jié)能環(huán)保無污染，重量輕，使用壽命長等特性。說它壽命長，長到哪里呢？
國際統(tǒng)一標準下，電池的壽命不是通過時間來表示的，而是通過循環(huán)次數(shù)，也就是完整的放完電算一次，一般的鋰離子電池是在300-500次之間，A品三元電池可達800次。所以選擇好的電池供應(yīng)商電池的品質(zhì)才會得到保證，使用壽命會更長。
三元鋰離子電池壽命是多長時間
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
假如在高溫環(huán)境中使用鋰離子電池，比如350C以上的溫度，電池儲存的電量將會持續(xù)減少，由此導(dǎo)致電池的使用壽命不會像在常溫環(huán)境工作中的時間那么長。在這種高溫環(huán)境下給電池充電，電池將受到很大程度的損傷，由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環(huán)境中充電也會對電池造成不同程度的損傷，因此應(yīng)該盡量防止在高溫環(huán)境下給電池充電。假如在低溫環(huán)境下給電池充電，比如低于40C的環(huán)境中，同樣也會給電池造成損壞。
假如長期沒有給三元鋰離子電池充電，會降低其壽命。三元鋰離子電池要在電子長期保持流動的狀態(tài)下才會達到其理想的使用壽命。三元鋰離子電池在全球的商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)并不是很成熟，現(xiàn)在所占有的市場份額并不高。
三元鋰離子電池的理論壽命約為800次循環(huán)，在商業(yè)化的可充電鋰離子電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為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電池包后，由于一致性問題，重要是電壓和內(nèi)阻不可能完全相同，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。另外，鋰離子電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會大幅下降到不足200次。
什么是三元鋰離子電池？
在自然界中，鋰元素是最輕的，原子質(zhì)量最小的金屬，它的原子量為6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。鋰化學(xué)性質(zhì)活潑，極易失去電子被氧化為Li+，因此標準電極電位最負，為-3.045V，電化學(xué)當(dāng)量最小，為0.26g/Ah，鋰元素的這些特點決定了它是一種具有很高比能量的材料。三元鋰離子電池是指采用鎳鈷錳三種過渡金屬氧化物為正極材料的鋰二次電池。它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環(huán)性能、鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點，利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協(xié)同的復(fù)合嵌鋰氧化物。是目前被廣泛研究和應(yīng)用的一種鋰離子可充電電池。
三元鋰離子電池壽命解析
所謂鋰離子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（室溫25℃，標準大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即可認為壽命終止。行業(yè)內(nèi)一般以鋰離子電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來計算循環(huán)壽命。在使用的過程中，鋰離子電池內(nèi)部會發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致容量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負極結(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。實驗標明，更高倍率的放電會導(dǎo)致容量更快的衰減，假如放電電流較低，電池電壓會接近平衡電壓，能釋放出更多的能量。
目前，三元鋰離子電池的市場價格要高于液態(tài)鋰離子電池，相關(guān)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。：正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）三元正極材料的鋰離子電池。據(jù)清華大學(xué)歐陽明高解釋：本次調(diào)查中所稱的"三元"材料，指的是正極是三元，負極是石墨的通常說法中的"三元動力鋰電池"。而在實際研發(fā)應(yīng)用中，還有一種正極是三元，負極是鈦酸鋰的，通常被稱為"鈦酸鋰"，其性能比較安全，壽命比較長，不屬于本次討論的"三元材料。"
三元鋰離子電池能量密度高，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前，隨著配方的不斷改進和結(jié)構(gòu)完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經(jīng)達到或超過鈷酸鋰離子電池水平。
三元材料動力鋰離子電池重要有鎳鈷鋁酸鋰離子電池、鎳鈷錳酸鋰離子電池等，由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致高溫安全性差，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發(fā)危險，目前造價較高。
