锂電池中,商業化批量比較多的锂電池有三元锂、磷酸鐵锂。三元锂電池電芯的循環壽命在500次循環左右,而磷酸鐵锂電池電芯的循環壽命在2000次循環左右,測試條件是:1C充放電,100%DOD,25℃環境下。(備注:1C充放電的意思是倍率,假設電池組容量為10Ah,1C充放電就是10A充放電。100%DOD是放電深度,電池從滿電狀态放電到下限電壓屬于100%DOD放電。)
三元锂電芯循環壽命曲線(0.5C充電,1C放電)
锂電池組的循環壽命,跟锂電芯個體的壽命有關系,跟電芯之間的一緻性有關系,跟充放電的電流大小有關系,還跟平時使用中的小細節也有關系。下面就來分享一下這些小細節。
锂電池組在使用中
1、充放電的電流大小,影響着锂電池的循環壽命锂電池的标準充放電電流是0.2C,也就是說10Ah容量的锂電池,标準的充放電電流是2A。這樣的電流對锂電池組的壽命才是最好的。
下面一張曲線,是圓柱型18650的三元锂電芯在不同充電電流的情況下,循環壽命曲線。充電電流越大,它的容量衰減就會越快,循環壽命次數就會越少。
圓柱型18650三元锂電芯,0.3C/0.5C/1C充電的循環壽命曲線
這也是為什麼我們看到一些高倍率的锂電池,相比小倍率型的锂電池來說,它的循環壽命都比較短。小倍率型(3C以下)的三元锂電池一般會标注循環壽命500次,而高倍率型(5C/10C以上)的三元锂電池一般會标注循環壽命300次左右。
下面一張曲線,是圓柱型20700三元锂電芯在不同放電電流情況下,循環壽命曲線。放電電流越大,循環壽命次數就會越少。
圓柱型20700三元锂電芯,不同電流放電的循環次數曲線
舉個通俗易懂的例子,就是像人一樣,如果一直處于過度勞累的狀态下,就會出現猝死,或是會得過度勞累等疾病,壽命也會相應減少。
2、放電深度DOD,影響着锂電池的循環壽命淺充淺放對锂電池的壽命更有利。锂電池會一直處于帶電狀态,對材料的活躍度更有利。
3、锂電池經常被過充或者過放,影響着锂電池的循環壽命锂電池經常被過充或者過放,也會導緻锂電池的循環壽命縮短。即使锂電池BMS保護闆有過充跟過放的保護功能,但是經過讓锂電池過充或者過放,會導緻锂電池的材料受到一定的損害,從而影響锂電池的循環壽命。
應該如何避免锂電池被過充或過放呢?
可以适當調低BMS保護闆過充保護值,适當調高BMS保護闆的過放保護值。讓锂電池不能充太滿,也不能放得太空。
例如,三元锂電芯,單節充滿電壓是4.2V,放電下限是2.5V。與它匹配的锂電池BMS一般會設置單體過充保護值為4.25V,而過放保護值一般會被設置為2.7V。(磷酸鐵锂電芯類似,充滿3.65V,下限2.0V)
考慮到锂電池的循環壽命,可以設置三元锂電池過充保護值為4.2V,過放保護值為3.0V。當然這樣放電出來的容量會少一些,但有利于锂電池長久的循環壽命。
锂電池BMS,可以設置過充和過放的保護參數
4、溫度過高或者過低,影響着锂電池的循環壽命锂電池在環境溫度25℃下充放電為最佳,高溫或者低溫容易加快锂電池的衰減速度,導緻循環壽命縮短。
在锂電池的溫度過高或者過低時,需要使用锂電池BMS來控制管理锂電池包的溫度。
锂電池BMS溫度保護參數
5、儲存方式,影響着锂電池的循環壽命锂電池組在長期不使用的情況下,存儲電量建議在50%以上,不能空電存儲。建議3個月内進行一次充放電的循環,否則锂電池材料會受到一定損害,循環壽命也會相應縮短。
锂電池存儲倉
6、使用的環境,影響着锂電池的循環壽命例如濕度高、鹽霧濃度高的地區,會加速锂電池的鏽化,減少锂電池的循環壽命。
再如過度震動、過度碰撞、高磁場等等外界破壞性幹擾時,锂電池的循環壽命也會受到一定的影響。
共享電摩使用環境惡劣,影響锂電池循環壽命
以上,你知道該如何使用锂電池,才有利于它的循環壽命了嗎?
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