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电池寿命受哪些因素影响

2023-03-10 08:24:18      点击:
电池寿命受哪些因素影响

什么是电池寿命?

对于锂离子来说,包括循环寿命和搁置寿命,循环寿命是指电池某一定条件下(如某一电压范围、充放电倍率、环境温度)进行充放电,当放电比容量达到一个规定值时(如初始值的80%)的循环次数。搁置寿命是指在常测试其在高温条件下的储存性能。在指电路在开路状态,某一温度(80℃)、湿度条件下存放一定时间后的电池性能,主要测其容量保持率和容量恢复率,检测其气涨情况等。
 

循环寿命为啥会降低?

锂离子电池是通过离子在正负电极之间的迁移来实现工作的。理论上,在这种机理下,锂离子电池是可以一直工作下去的。但是,随时间的延长,由于充放电循环伴随着温度的升高和电池老化的原因,电池性能下降。

老化因素有哪些?

1.放电深度

锂电池放电深度就是指锂电池所放电量与总储存电量(标称容量)的比值。数字越小,就意味着放电越浅,比如,放电深度为80%,就是说放电到剩下20%的容量。放电深度对电池的影响是:放电深度越深,电池寿命越容易缩短;另一个方面就是在放电曲线上的表现,放电越往深度走,电压和电流就越不稳定。

2.温度和充电满度

电池使用温度越高和过充,都会导致电池寿命下降。如图所示受热或高充电电压下也会使锂离子电池承受更大的负担,30℃对于大多数锂离子电池来说已经算是较高温度了,4.10V/电池以上的电压为高电压。将充满电的电池暴露在高温下较长时间比电池循环次数增加对锂离子的压力还要大。

3.充电电压

大多数的锂离子充电到4.20V,每当充电的截止电压降低0.1V时,电池的循环寿命将会扩大一倍。例如,锂离子电池充电到4.2V时,通常可以循环300-500次;如果充电截止电压设为4.10V,寿命可延长至600-1000次循环;设置为4.00V充电制度下可以实现1200-2000次循环;对于3.90V,可以达到2400-4000次循环。

然而,较低的充电电压往往会降低电池的容量。通常情况下,充电截止电压每降低70mV,电池总的容量将会降低10%,而再升高到截止电压时,则又会得到100%的容量。

对于循环寿命来说,锂离子电池的最佳充电电压为3.92V。电池专家们相信这个临界值消除了所有与电压相关的不利影响,当低于该值时,可能会给电池带来其他的不利影响。表4总结了不同充电水平下的电池容量状况,所有数值均是估值。