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为何电池容量会衰减?是什么原因导致的你了解吗?

钜大LARGE  |  点击量:10248次  |  2021年04月23日  

电池的能量存储可以分为三个虚拟区域,即可填充的空白区、供应能量的可用区以及由于使用和老化用途造成的闲置不可用区域,或者说是岩石区,如图1所示。


电池从制造完成时就开始衰减,一个新电池须供应100%的容量,但大多数使用中的电池组是达不到的。


随着电池的可用区域缩小,可填充的能量降低,充电时间逐渐缩短。在大多数情况下,由于周期循环和老化的原因,电池容量呈线性衰减。此外,深度放电给电池造成的压力大于不完全放电,因此最好不要把电池电量全部耗尽,而是经常性充电。关于镍基电池以及作为校准部件的智能电池则应周期性深度放电,这有助于消除镍基电池的记忆效应。镍基锂离子电池在容量衰减到80%之前可以完全充放电循环300~500周。


充放电循环并不是容量衰减的唯一原因,高温下存储锂离子电池也会导致容量衰减。一个充满电的锂离子电池在40℃(104F)保存一年而不使用的情况下会造成35%的容量损失。超快速充放对电池也是有害的,会使电池寿命减少一半,这关于单体锂离子电池是非常明显的。电池组比能量高,但由于单体电池的差异而显得特别微妙。


设备的规格参数往往基于新电池,但这仅仅是初试阶段的短暂现象,而不能维持太长的时间。就像一个体育运动员,成绩会随着时间的推移而逐渐下降,并且假如任其发展,将会最终导致电池相关的故障。

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充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

电池要经常计算其容量衰减和最终寿命。容量衰减到80%就要更换电池组,电池组的最终寿命极限应根据应用的不同、用户的喜好以及公司的保障而改变。由于机械故障比较罕见,容量衰减便成了最终替代计划的一个最佳指标,这一指标可以通过对现役电池每三个月进行一次容量核实来完成。此外,充电器充电运行状态表征的技术也在研发中。


除了与老化相关的衰减,硫酸盐化和板栅腐蚀是铅酸蓄电池衰减的重要影响因素。硫酸盐化是指电池停留在较低倍率充电时,在阴极极板上形成的薄膜层。假如发现及时,可以通过均衡充电来消除这一状况。板栅腐蚀可以通过改善充电状态或采用优化的浮动充电方法来减弱。


镍基电池,所谓的不可用岩石区通常是由于活性物质晶体的形成而引起,也被称为记忆效应。深度充放电循环的方法常常可以使电池容量恢复到全满。周期性的放电也可以控制结晶过程,防止对隔膜的危害。


锂离子电池的老化是内部物质的氧化,是使用和老化过程中的一部分,并且是自然发生且不可逆转的。


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