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三元锂电池的循环寿命越来越短?注意这些细节就能改善

2023-01-09 来源:今日头条 浏览数:1

锂电池中,商业化批量比较多的锂电池有三元锂、磷酸铁锂。三元锂电池电芯的循环寿命在500次循环左右,而磷酸铁锂电池电芯的循环寿命在2000次循环左右,测试条件是:1C充放电,100%DOD,25℃环境下。(备注:1C充放电的意思是倍率,假设电池组容量为10Ah,1C充放电就是10A充放电。100%DOD是放电深度,电池从满电状态放电到下限电压属于100%DOD放电。)

三元锂电芯循环寿命曲线(0.5C充电,1C放电)

锂电池组的循环寿命,跟锂电芯个体的寿命有关系,跟电芯之间的一致性有关系,跟充放电的电流大小有关系,还跟平时使用中的小细节也有关系。下面就来分享一下这些小细节。

锂电池组在使用中

1、充放电的电流大小,影响着锂电池的循环寿命

锂电池的标准充放电电流是0.2C,也就是说10Ah容量的锂电池,标准的充放电电流是2A。这样的电流对锂电池组的寿命才是最好的。

下面一张曲线,是圆柱型18650的三元锂电芯在不同充电电流的情况下,循环寿命曲线。充电电流越大,它的容量衰减就会越快,循环寿命次数就会越少。

圆柱型18650三元锂电芯,0.3C/0.5C/1C充电的循环寿命曲线

这也是为什么我们看到一些高倍率的锂电池,相比小倍率型的锂电池来说,它的循环寿命都比较短。小倍率型(3C以下)的三元锂电池一般会标注循环寿命500次,而高倍率型(5C/10C以上)的三元锂电池一般会标注循环寿命300次左右。

下面一张曲线,是圆柱型20700三元锂电芯在不同放电电流情况下,循环寿命曲线。放电电流越大,循环寿命次数就会越少。

圆柱型20700三元锂电芯,不同电流放电的循环次数曲线

举个通俗易懂的例子,就是像人一样,如果一直处于过度劳累的状态下,就会出现猝死,或是会得过度劳累等疾病,寿命也会相应减少。

2、放电深度DOD,影响着锂电池的循环寿命

浅充浅放对锂电池的寿命更有利。锂电池会一直处于带电状态,对材料的活跃度更有利。

3、锂电池经常被过充或者过放,影响着锂电池的循环寿命

锂电池经常被过充或者过放,也会导致锂电池的循环寿命缩短。即使锂电池BMS保护板有过充跟过放的保护功能,但是经过让锂电池过充或者过放,会导致锂电池的材料受到一定的损害,从而影响锂电池的循环寿命。

应该如何避免锂电池被过充或过放呢?

可以适当调低BMS保护板过充保护值,适当调高BMS保护板的过放保护值。让锂电池不能充太满,也不能放得太空。

例如,三元锂电芯,单节充满电压是4.2V,放电下限是2.5V。与它匹配的锂电池BMS一般会设置单体过充保护值为4.25V,而过放保护值一般会被设置为2.7V。(磷酸铁锂电芯类似,充满3.65V,下限2.0V)

考虑到锂电池的循环寿命,可以设置三元锂电池过充保护值为4.2V,过放保护值为3.0V。当然这样放电出来的容量会少一些,但有利于锂电池长久的循环寿命。

锂电池BMS,可以设置过充和过放的保护参数

4、温度过高或者过低,影响着锂电池的循环寿命

锂电池在环境温度25℃下充放电为最佳,高温或者低温容易加快锂电池的衰减速度,导致循环寿命缩短。

在锂电池的温度过高或者过低时,需要使用锂电池BMS来控制管理锂电池包的温度。

锂电池BMS温度保护参数

5、储存方式,影响着锂电池的循环寿命

锂电池组在长期不使用的情况下,存储电量建议在50%以上,不能空电存储。建议3个月内进行一次充放电的循环,否则锂电池材料会受到一定损害,循环寿命也会相应缩短。

锂电池存储仓

6、使用的环境,影响着锂电池的循环寿命

例如湿度高、盐雾浓度高的地区,会加速锂电池的锈化,减少锂电池的循环寿命。

再如过度震动、过度碰撞、高磁场等等外界破坏性干扰时,锂电池的循环寿命也会受到一定的影响。

共享电摩使用环境恶劣,影响锂电池循环寿命

 

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