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关于聚合物锂电池寿命的讲解

来源:云更新 时间:2021-07-29 09:15:21 浏览次数:

国标划定的聚合物锂电池轮回寿命测试前提及请求:在环境温度20℃±5℃的前提下,以1C充电,当电池端电压达到充电限度电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或即是1/20C,结束充电,搁置0.5h......

国标划定的聚合物锂电池轮回寿命测试前提及请求:在环境温度20℃±5℃的前提下,以1C充电,当电池端电压达到充电限度电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或即是1/20C,结束充电,搁置0.5h~1h,而后以1C电流放电至终止电压2.75V,放电结束后,搁置0.5h~1h,再进行下一个充放电轮回,直至连续两次放电时光小于36min,则认为寿命终止,轮回次数必须大于300次。 从国标的定义上看,咱们提炼出两点: 1、这个定义划定了轮回寿命的测试是以深充深放方法进行的;? 2、聚合物锂电池的轮回寿命依照这个模式,经过≥300次轮回后容量仍然有60%以上可用容量。 2影响聚合物锂电池寿命的因素   1. 聚合物锂电池寿命有关的因素 依据电池大学认为,影响聚合物锂电池寿命的重要因素有以下: 1) 充电次数; 2) 放电深度; 3) 充电截止电压; 4) 充电速度; 5) 利用温度; 

  2. 充电次数对寿命的影响 很多花费者甚至是局部工程师认为,很多聚合物锂电池规格书上标注的寿命估算:充电次数300次左右,认为是只有插入充电器一次,就算一次充电,这样估算的话,假如花费者一天插入充电器2次,电池寿命就只有半年不到了。因为很多人意识电池还是停留在镍氢电池跟镍镉电池上,因为该类型的电池是具备记忆效应,然而聚合物锂电池不记忆效应,电池大学认为,聚合物锂电池的一次完全轮回应当这样描述:聚合物锂电池以1C(充电电流)的电流充电到额定电压4.2V,并且以0.05C充电电流涓流充电至电池饱跟,而后再以1C的放电速度放电到3V,此进程为一次完全的充放电轮回。不充斥不放完都不算一次完全的充放电轮回。假如你的电池从满电状况,用了十分之一的电量,而后又充斥了,这是十分之一个轮回,这样充10次,才基本算一个轮回。个别的聚合物锂电池的寿命的轮回次数是300~500次(此时电池并不完全破坏,只是容量只有初始容量的60%~70%)。 很多花费者甚至是局部工程师认为,聚合物锂电池充电次数过多是有损电池的,所以利用进程中,都是满充斥放,等到电池容量濒临0再充电,充电截止电压设置为的阈值电压4.2V。电池大学却认为,聚合物锂电池放电深度越低越好,如下图2,举个例子,1AH的LiPO4电池, DoD时,轮回次数约600次,寿命内供给的容量 J=1AH600=600AH,假如以40%的DoD深度放电,可能轮回3000次,寿命内供给的容量 J=1AH0.43000=1200AH,比放电深度进步了的寿命。丰田的双擎混动汽车,电池供给8年16万公里的质保,对外宣传就是:浅充浅放,寿命更长。 

  4. 充电电压对寿命的影响 电池大学认为,充电截止电压对电池的寿命影响是要害性的,聚合物锂电池在4.2V以下,有两个重要的准则: 1、充电截止电压在4.2V以下,每降落0.1V,可充电的轮回次数就会进步一倍。 2、充斥电压每降落70mV,电池的可用容量就会降落10%。 电动汽车,卫星中的聚合物锂电池还必须存在8年以上的利用寿命。为实现此目标,电池仅被充电至3.90V /电池或更低。NASA的一个有趣发明是,驻留在4.10V /电池以上的锂离子因为阴上的电解质氧化而趋于分解,而充电至较低电压的锂离子则因为SEI在阳上积聚而失去容量。美国国度航空航天局(NASA)讲演说,一旦锂离子在卫星中传递了大概40,000个周期之后,它通过了8年大关,则由这种景象引起的电池品质恶化很快就会发展。充电至3.92V /电池似乎可能水平地延长利用寿命,但这只能使容量降落约60%。瑞典查尔默斯科技大学讲演说,利用降落的SOC(state-of-charge 充电方法 )充电量可使汽车聚合物锂电池的预期寿命进步44–130%。 大多数用于手机,笔记本电脑,平板电脑跟数码相机的设计者将将聚合物锂电池充电至4.20V 。这是运行的限阈值。因为花费电子更新周期个别是3年,利用者盼望的是更长的续航时光,很多山寨就是为了寻求榨干所有的容量,将充电电压进步到4.3V甚至更高。另一方面,产业界更关注寿命,并可能抉择较低的电压阈值,充电阈值由各个厂家自行设定,并不同一的标准。 

  5. 充电速度如何影响寿命 电池大学认为,聚合物锂电池充电速度(充电电流)对聚合物锂电池的寿命有要害的影响,充电速度越快,电池的寿命越短。下图5是900mAH聚合物锂电池作为对比实验,C:电池表示的容量数值。例如,2600mAh的锂充电电池,1C=2.6A;3400mAh的锂充电电池1C=3.4A。由实验结果可知,1C的充电速度,500个轮回后残余满容量为800mAH,减少100mAH,容量降落约11%。假如以2C的充电速度充电,500个轮回后残余满容量为500mAH,减少400mAH,容量降落约44%。当初的手机厂商都在寻求充电速度,却是就义电池寿命为代价,好在花费电子更新频率足够高。  

  6. 温度对寿命的影响? 电池大学认为,聚合物锂电池的工作温度对电池寿命有很大的影响,实验显示,聚合物锂电池经历过100次的轮回充放电,在20℃时,NCM材质聚合物锂电池的容量只降落到97.7,而温度升高到60℃,电池的容量降落到只有60%左右。所以要尽可能让电池坚持在常温的状况。