影響鋰電池健康狀態(tài)和使用壽命的因素有哪些?

來源：存能電氣  日期：2020-11-11 09:48  瀏覽量：次

影響鋰電池健康狀態(tài)和使用壽命的因素有哪些?鋰電池的健康狀態(tài)和壽命研究越來越受重視,鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估對(duì)電池的使用、維護(hù)和經(jīng)濟(jì)性分析具有指導(dǎo)意義,電池的健康狀況，包括容量、功率、內(nèi)阻等性能，更多情況下是對(duì)電池組壽命的預(yù)測(cè)。

鋰電池健康狀態(tài)研究意義

電池SOH表征當(dāng)前電池相對(duì)于新電池存儲(chǔ)電能的能力，以百分比的形式表示電池從壽命開始到壽命結(jié)束期間所處的狀態(tài)，用來定量描述當(dāng)前電池的性能狀態(tài)。

①對(duì)電池管理的意義

電池管理系統(tǒng)估算電池荷電狀態(tài)和剩余電量與電池的容量有關(guān)，若鋰電池管理系統(tǒng)能掌握電池的老化規(guī)律和健康狀態(tài)，將有助于其做好電池全壽命周期的電池管理。

②對(duì)電池使用和維護(hù)的意義

SOH研究有利于掌握電池老化影響因素，為鋰電池的使用和維護(hù)提供理論指導(dǎo)。對(duì)電池的使用和維護(hù)而言，了解影響電池老化的因素可減少高低溫以及過充過放等有損電池使用的情況；知悉電池當(dāng)前的健康狀態(tài)，可幫助判斷電池的內(nèi)在隱患和壽命情況，為電池維護(hù)和更換提供參考。

③對(duì)電池經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的意義

SOH的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)鋰電池的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估有重要意義，鋰電池的應(yīng)用場(chǎng)景、使用方式和維護(hù)手段不同造成電池的壽命差異，使電池的使用成本、經(jīng)濟(jì)效益等經(jīng)濟(jì)性評(píng)估有差別。通過SOH研究建立電池的老化模型，為分析電池的經(jīng)濟(jì)性提供數(shù)據(jù)支撐，將為企業(yè)投資決策、政府政策制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供有效輔助。

影響鋰電池健康狀態(tài)的因素有哪些?

1、溫度對(duì)充電鋰電池SOH值的危害

一般覺得，溫度是危害鋰電池健康情況的關(guān)鍵要素，溫度對(duì)鋰電池性能有雙向危害，一方面高溫會(huì)加快充電電池內(nèi)部的化學(xué)變化，提升充電電池的高效率和特性，另一方面高溫會(huì)使一些不可逆的化學(xué)變化產(chǎn)生，造成充電電池內(nèi)活性物質(zhì)降低，造成充電電池脆化和容積衰減系數(shù)。

科學(xué)研究結(jié)果顯示，高溫會(huì)加快充電電池電級(jí)SEI膜的生長發(fā)育，提升了鋰離子電池透過SEI膜的艱難，劑量擴(kuò)大了充電電池的內(nèi)電阻。

2、充放電電流量倍率對(duì)SOH成分的危害

用18650充電電池開展了三種不一樣充放電倍數(shù)的300次循環(huán)系統(tǒng)試驗(yàn)，結(jié)果顯示：電池電量各自衰減系數(shù)、電池電量減少、電池內(nèi)阻擴(kuò)大、電池內(nèi)阻擴(kuò)大、電池內(nèi)阻擴(kuò)大、電池內(nèi)阻擴(kuò)大；另外，聚合物電芯充放電會(huì)在充電電池內(nèi)部造成大量的發(fā)熱量，加快充電電池脆化，根據(jù)透射電鏡觀查發(fā)覺，聚合物電芯充電電池充放電電級(jí)表層SEI膜較低倍數(shù)充放電膜厚。

3、循環(huán)系統(tǒng)間距對(duì)充電電池SOH濃度值的危害

充放電鋰電池組循環(huán)系統(tǒng)間隔時(shí)間也會(huì)危害充電電池的脆化全過程，循環(huán)系統(tǒng)間隔時(shí)間不一樣相匹配的鋰電池內(nèi)阻不一樣，因此循環(huán)系統(tǒng)期內(nèi)充電電池發(fā)燙和反映稍有不一樣，長期性運(yùn)作則會(huì)危害充電電池的身心健康和脆化。專家認(rèn)為充電電池的SOC范疇為20%~80%，這對(duì)充電電池的身心健康及循環(huán)系統(tǒng)使用壽命是有益的。

4、電池充電截止電壓對(duì)SOH值的危害

鋰電池組過度充電虧電都是會(huì)危害充電電池的身心健康，不善的工作電壓上、低限也會(huì)危害鋰電池組的身心健康。伴隨著截至充放電工作電壓的減少，電瓶的內(nèi)電阻擴(kuò)大，造成電瓶?jī)?nèi)部發(fā)燙，另外造成不良反應(yīng)提升，電瓶活性物質(zhì)降低，負(fù)級(jí)高純石墨片坍塌，電瓶加快脆化，衰減系數(shù)容積。

鋰電池充電截止電壓過過高造成電池內(nèi)阻擴(kuò)大，充電電池內(nèi)部發(fā)燙提升，電池充電過多會(huì)造成負(fù)級(jí)造成“析鋰”狀況，進(jìn)而造成不良反應(yīng)增加，危害電池電量和脆化。

影響鋰電池使用壽命的因素有哪些?

設(shè)計(jì)和制造工藝：在鋰電池設(shè)計(jì)過程中，材料的選擇是最重要的因素。不同的材料性能特性不同，所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好，電池的循環(huán)壽命才會(huì)長。

電解液的種類和注液量也影響著電池壽命：鋰電池的制造工藝流程主要包括：正負(fù)極配料、涂布、制片、卷繞、入殼、注液、封口、化成等。在電池生產(chǎn)過程中，對(duì)每一步的流程都要求非常嚴(yán)格。任何一個(gè)流程沒有控制好都有可能影響電池循環(huán)性能。

鋰電池定制使用過程即充放電循環(huán)的過程，充放電電流的大小、充放電截止電壓的選擇及采用何種充放電方式等充放電制度對(duì)鋰離子電池的循環(huán)壽命也有很重要的影響。凡盲目增大電池的工作電流、增加充電截止電壓、降低放電截止電壓等都會(huì)使電池性能下降。

總結(jié)：我們知道鋰電池的壽命評(píng)估和設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，對(duì)于鋰電池產(chǎn)品來說，鋰電池的壽命往往決定了產(chǎn)品的壽命。鋰電池的價(jià)格也不便宜，我們?nèi)粘Ｔ谏钪惺褂玫臅r(shí)候一定要注意維護(hù)保養(yǎng)。