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1. 锂电池寿命有关的因素- D6 _& Q4 f& r j/ K. \# X' r9 r3 P G
根据电池大学认为,影响锂电池寿命的主要因素有以下:$ t& N, N, h4 L" |& @+ }, w# i# |& m/ ~; U
1) 充电次数;. s0 L: l5 T$ M2 f' S; y* o8 H: ?
1 I% A# L' L- |3 c2) 放电深度;, O1 _, I" J9 Q2 v0 M! e5 E
3) 充电截止电压;
2 a% A4 m7 q/ H) L9 K, R- O; a. g4) 充电速度;! ]% {4 g0 K R% I: j$ a8 z# S2 O% a( j/ F: F" Q
5) 使用温度;4 d# |, z/ ~: y6 H( P8 b9 L
( d) w4 d4 O) u1 a% a6 W! W6 w6 V2 v* X; U( |
- c8 \; i- k$ N& p j; v# [2. 充电次数对寿命的影响
, P7 _. t9 Q S2 n. x$ C很多消费者甚至是部分工程师认为,很多锂电池规格书上标注的寿命估算:充电次数300次左右,以为是只要插入充电器一次,就算一次充电,这样估算的话,如果消费者一天插入充电器2次,电池寿命就只有半年不到了。由于很多人认识电池还是停留在镍氢电池和镍镉电池上,由于该类型的电池是具备记忆效应,但是锂电池没有记忆效应,电池大学认为,锂电池的一次完整循环应该这样描述:锂电池以1C(充电最大电流)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和,然后再以1C的放电速度放电到3V,此过程为一次完整的充放电循环。没有充满没有放完都不算一次完整的充放电循环。如果你的电池从满电状态,用了十分之一的电量,然后又充满了,这是十分之一个循环,这样充10次,才基本算一个循环。一般的锂电池的寿命的循环次数是300~500次(此时电池并没有完全损坏,只是容量只有初始容量的60%~70%)。" w* M+ \9 o6 t6 j7 K: S8 L
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3.放电深度DoD对寿命的影响5 O0 G$ d" C$ o
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2 n7 y; G1 P( r _# w' Z( I很多消费者甚至是部分工程师认为,锂电池充电次数过多是有损电池的,所以使用过程中,都是满充满放,等到电池容量接近0再充电,充电截止电压设置为最高的阈值电压4.2V。电池大学却认为,锂电池放电深度越低越好,如下图2,举个例子,1AH的LiPO4电池,100% DoD时,循环次数约600次,寿命内提供的容量 J=1AH*600=600AH,如果以40%的DoD深度放电,可以循环3000次,寿命内提供的容量 J=1AH*0.4*3000=1200AH,比100%放电深度提高了50%的寿命。丰田的双擎混动汽车,电池提供8年16万公里的质保,对外宣传就是:浅充浅放,寿命更长。
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# b+ \+ k) p2 V% F6 h4 m6 c4. 充电电压对寿命的影响
; u/ L' g; }5 m' A1 o& `: d电池大学认为,充电截止电压对电池的寿命影响是关键性的,锂电池在4.2V以下,有两个重要的准则:0 \ ^, \2 o7 s" a
4 I, E5 E$ g! L1、充电截止电压在4.2V以下,每降低0.1V,可充电的循环次数就会提高一倍。! q! V, n4 V+ B) g8 Z: m
4 D- B9 p0 L. O" ]6 p: O2、充满电压每下降70mV,电池的可用容量就会降低10%。: ^3 n' T x5 U8 x# O5 C7 |9 c8 x+ R4 G+ V y% S6 {4 v+ \: T2 `
电动汽车,卫星中的锂离子电池还必须具有8年以上的使用寿命。为实现此目的,电池仅被充电至3.90V /电池或更低。NASA的一个有趣发现是,驻留在4.10V /电池以上的锂离子由于阴极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由于SEI在阳极上积聚而失去容量。美国国家航空航天局(NASA)报告说,一旦锂离子在卫星中传递了大约40,000个周期之后,它通过了8年大关,则由这种现象引起的电池质量恶化很快就会发展。充电至3.92V /电池似乎可以最大程度地延长使用寿命,但这只能使容量降低约60%。瑞典查尔默斯科技大学报告说,使用降低的50%SOC(state-of-charge 充电方式 )充电量可使汽车锂离子电池的预期寿命提高44–130%。' ^: L; `5 z- X- ^8 ^$ H. p
大多数用于手机,笔记本电脑,平板电脑和数码相机的设计者将将锂离子电池充电至4.20V 。这是运行的极限阈值。因为消费电子更新周期一般是3年,使用者希望的是更长的续航时间,很多山寨品牌就是为了追求榨干所有的容量,将充电电压提高到4.3V甚至更高。另一方面,工业界更关注寿命,并可能选择较低的电压阈值,充电阈值由各个厂家自行设定,并没有统一的标准。
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