國標劃定的聚合物鋰電池輪回壽命測試前提及請求:在環境溫度20℃±5℃的前提下,以1C充電,當電池端電壓達到充電限度電壓4.2V時,改為恒壓充電,直到充電電流小于或即是1/20C,結束充電,擱置0.5h~1h,而后以1C電流放電至終止電壓2.75V,放電結束后,擱置0.5h~1h,再進行下一個充放電輪回,直至連續兩次放電時光小于36min,則認為壽命終止,輪回次數必須大于300次。?從國標的定義上看,咱們提煉出兩點:?1、這個定義劃定了輪回壽命的測試是以深充深放方法進行的;??2、聚合物鋰電池的輪回壽命依照這個模式,經過≥300次輪回后容量仍然有60%以上可用容量。?2影響聚合物鋰電池壽命的因素? 1. 聚合物鋰電池壽命有關的因素?依據電池大學認為,影響聚合物鋰電池壽命的重要因素有以下:?1) 充電次數;?2) 放電深度;?3) 充電截止電壓;?4) 充電速度;?5) 利用溫度;?
2. 充電次數對壽命的影響?很多花費者甚至是局部工程師認為,很多聚合物鋰電池規格書上標注的壽命估算:充電次數300次左右,認為是只有插入充電器一次,就算一次充電,這樣估算的話,假如花費者一天插入充電器2次,電池壽命就只有半年不到了。因為很多人意識電池還是停留在鎳氫電池跟鎳鎘電池上,因為該類型的電池是具備記憶效應,然而聚合物鋰電池不記憶效應,電池大學認為,聚合物鋰電池的一次完全輪回應當這樣描述:聚合物鋰電池以1C(充電電流)的電流充電到額定電壓4.2V,并且以0.05C充電電流涓流充電至電池飽跟,而后再以1C的放電速度放電到3V,此進程為一次完全的充放電輪回。不充斥不放完都不算一次完全的充放電輪回。假如你的電池從滿電狀況,用了十分之一的電量,而后又充斥了,這是十分之一個輪回,這樣充10次,才基本算一個輪回。個別的聚合物鋰電池的壽命的輪回次數是300~500次(此時電池并不完全破壞,只是容量只有初始容量的60%~70%)。?很多花費者甚至是局部工程師認為,聚合物鋰電池充電次數過多是有損電池的,所以利用進程中,都是滿充斥放,等到電池容量瀕臨0再充電,充電截止電壓設置為的閾值電壓4.2V。電池大學卻認為,聚合物鋰電池放電深度越低越好,如下圖2,舉個例子,1AH的LiPO4電池, DoD時,輪回次數約600次,壽命內供給的容量 J=1AH600=600AH,假如以40%的DoD深度放電,可能輪回3000次,壽命內供給的容量 J=1AH0.43000=1200AH,比放電深度進步了的壽命。豐田的雙擎混動汽車,電池供給8年16萬公里的質保,對外宣傳就是:淺充淺放,壽命更長。?
4. 充電電壓對壽命的影響?電池大學認為,充電截止電壓對電池的壽命影響是要害性的,聚合物鋰電池在4.2V以下,有兩個重要的準則:?1、充電截止電壓在4.2V以下,每降落0.1V,可充電的輪回次數就會進步一倍。?2、充斥電壓每降落70mV,電池的可用容量就會降落10%。?電動汽車,衛星中的聚合物鋰電池還必須存在8年以上的利用壽命。為實現此目標,電池僅被充電至3.90V /電池或更低。NASA的一個有趣發明是,駐留在4.10V /電池以上的鋰離子因為陰上的電解質氧化而趨于分解,而充電至較低電壓的鋰離子則因為SEI在陽上積聚而失去容量。美國國度航空航天局(NASA)講演說,一旦鋰離子在衛星中傳遞了大概40,000個周期之后,它通過了8年大關,則由這種景象引起的電池品質惡化很快就會發展。充電至3.92V /電池似乎可能水平地延長利用壽命,但這只能使容量降落約60%。瑞典查爾默斯科技大學講演說,利用降落的SOC(state-of-charge 充電方法 )充電量可使汽車聚合物鋰電池的預期壽命進步44–130%。?大多數用于手機,筆記本電腦,平板電腦跟數碼相機的設計者將將聚合物鋰電池充電至4.20V 。這是運行的限閾值。因為花費電子更新周期個別是3年,利用者盼望的是更長的續航時光,很多山寨就是為了尋求榨干所有的容量,將充電電壓進步到4.3V甚至更高。另一方面,產業界更關注壽命,并可能抉擇較低的電壓閾值,充電閾值由各個廠家自行設定,并不同一的標準。?
5. 充電速度如何影響壽命?電池大學認為,聚合物鋰電池充電速度(充電電流)對聚合物鋰電池的壽命有要害的影響,充電速度越快,電池的壽命越短。下圖5是900mAH聚合物鋰電池作為對比實驗,C:電池表示的容量數值。例如,2600mAh的鋰充電電池,1C=2.6A;3400mAh的鋰充電電池1C=3.4A。由實驗結果可知,1C的充電速度,500個輪回后殘余滿容量為800mAH,減少100mAH,容量降落約11%。假如以2C的充電速度充電,500個輪回后殘余滿容量為500mAH,減少400mAH,容量降落約44%。當初的手機廠商都在尋求充電速度,卻是就義電池壽命為代價,好在花費電子更新頻率足夠高。??
6. 溫度對壽命的影響??電池大學認為,聚合物鋰電池的工作溫度對電池壽命有很大的影響,實驗顯示,聚合物鋰電池經歷過100次的輪回充放電,在20℃時,NCM材質聚合物鋰電池的容量只降落到97.7,而溫度升高到60℃,電池的容量降落到只有60%左右。所以要盡可能讓電池堅持在常溫的狀況。
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