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电动汽车锂电池寿命可以用过多久

钜大LARGE  |  点击量:2358次  |  2018年05月05日  

  随着新能源汽车的迅速普及,各大汽车厂商也看到了电动汽车的发展前景,不少厂商开始纷纷尝试推出电动汽车,但是就目前的情况来看,电动汽车还有些尚待解决的问题,比如电动汽车锂电池寿命可以用过多久?充电慢、续航里程短等,但在这些问题中,还有一般容易被消费者忽略的重要问题——电动汽车电池的寿命。


  澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)昨天发表研究报告称,该机构科学家发明了一种更简单的方法用来延长充电锂电池的寿命,该机构将这种方式命名为“盐浴”。


  据悉,改方法由CSIRO与皇家墨尔本理工大学、昆士兰科技大学合作研究发现的。根据CSIRO的研究人员介绍,他们所用的材料是一种离子液,这种离子液也称常温熔盐,是一种透明、无色、无味、且阻燃的独特液体,这些材料可以在电极表面形成一层保护膜,使电池在使用时保持稳定。处理电池的过程和原理为,在电池组装前,将锂金属电极浸没在含有离子液和锂盐的混合电解液中,经过这种处理后,不但能延长电池的寿命,而且可以将电池的续航时间延长,性能和安全性也能得到一定的增强。


  现阶段各个厂商尝试研发的电动汽车所载电池基本都是蓄电池(锂离子电池为主)和燃料电池,燃料电池由于研发成本和维护费用过高(燃料电池的维护成本大概是蓄电池的三到四倍左右),不太适合现阶段的电动汽车发展。所以暂且不提,单说现在普遍使用的锂电池。


  普通的电子产品上的锂离子电池使用寿命大概是5到20年,平均为8年,而以现在的技术水平,锂离子电池在电动汽车上的使用寿命只有大约3-5年。当电动汽车上的电池容量衰减到初始容量的80%以下时,电动汽车的续驶里程将会明显减少,当电池容量衰减到70%以下时,就必须要更换电池了。对于目前的很多纯电动汽车来说,电池的成本大约占汽车总成本的40%左右,也就是说,更换电池就相当于换了小半个车。


  在自然界中,锂元素是*轻的,原子质量*小的金属,它的原子量为6.94g/mol,ρ=0.53g/cm3。锂化学性质活泼,极易失去电子被氧化为Li+,因此标准电极电位*负,为-3.045V,电化学当量*小,为0.26g/Ah,锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。三元锂电池是指采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物。是目前被广泛研究和应用的一种锂离子可充电电池。


  所谓锂电池寿命是指电池在使用过一段时间后,容量衰减为标称容量(室温25℃,标准大气压,且以0.2C放电的电池容量)的70%,即可认为寿命终止。行业内一般以锂电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。在使用的过程中,锂电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降,比如电解液的分解,活性材料的失活,正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验标明,更高倍率的放电会导致容量更快的衰减,如果放电电流较低,电池电压会接近平衡电压,能释放出更多的能量。


  三元锂电池在路灯领域的电池组的理论寿命约为800次循环,在基站电池组的应用理论寿命是大于1600次。其实三元锂电池的循环使用寿命在2000次以上,而超过1000次左右容量会降低到原容量的90%。在商业化的可充电锂电池中属于中上等。磷酸铁锂约为2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次(标准条件下充放电),但是电芯在配组做成电池包后,由于一致性问题,主要是电压和内阻不可能完全一样,其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%,不建议进行深度充放电,不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤,若是以浅充浅放来计算的话,循环寿命至少有1000次。另外,锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电,电池寿命会大幅下降到不足200次。


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