什麼樣的鋰離子電池算作好電池?|蒲迅技術

蒲迅技術 發佈 2020-06-28T07:26:22+00:00

原文來源於鋰想擺渡人,如有侵權,請與我們聯繫。那麼,什麼樣的電池才算好電池呢?二次電池壽命,包括循環壽命和日曆壽命兩個指標。

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派克電池第一步就是選擇使用什麼樣的鋰電池。那麼,什麼樣的電池才算好電池呢?

一、壽命長

二次電池壽命,包括循環壽命和日曆壽命兩個指標。循環壽命是指電池經歷了廠家承諾的循環次數後,剩餘容量仍然大於等於80%。日曆壽命是指無論使用與否,在廠家承諾的時間段內,其剩餘容量不得小於80%。

壽命,是動力電池的關鍵性指標之一,一方面,更換電池這個大動作確實麻煩且用戶體驗不好;另一方面,根本上,壽命是成本問題。

鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間後,容量衰減為標稱容量(室溫25℃,標準大氣壓,且以0.2C放電的電池容量的70%),即可認為壽命終止。行業內一般以鋰電池滿充滿放的循環次數來計算循環壽命。在使用的過程中,鋰電池內部會發生不可逆的電化學反應導致容量下降,比如電解液的分解,活性材料的失活,正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數量減少等等。實驗表明,更高倍率的放電會導致容量更快的衰減,如果放電電流較低,電池電壓會接近平衡電壓,能釋放出更多的能量。

三元鋰電池的理論壽命約為800次循環,在商業化的可充電鋰電池中屬於中等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據說可以達到1萬次循環。目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規格書中承諾大於500次(標準條件下充放電),但是電芯在配組做成電池包後,由於一致性問題,主要是電壓和內阻不可能完全一樣,其循環壽命大約為400次。推薦SOC使用窗口為10%~90%,不建議進行深度充放電,不然會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷,若是以淺充淺放來計算的話,循環壽命至少有1000次。另外,鋰電池若是經常在高倍率和高溫環境下放電,電池壽命會大幅下降到不足200次。

二、 成本低

電池本身每度電的價格低,是最直觀的成本。加上前面所說,對用戶來說,成本是否真的低,還要看「全生命周期度電成本」。

「全生命周期度電成本」,動力電池總電量乘以循環次數得到電池全生命周期可以利用的電量總和,用電池包總體價格除以這個總和,得到全生命周期內每度電的價格。

我們平時所說的電池價格,比如1500元/kWh,都只是按照新電芯的總能量去計價,其實,全生命周期度電成本,才是終端客戶的直接利益所在。最直觀的結果就是,同樣的價格買到同樣電量的兩個電池包,一個充放50次就到了壽命終點,另一個充放了100次還能再用。這兩個電池包,哪個便宜哪個貴就一目了然了。


說白了就是壽命長,耐用,降低了成本。

除了上面的兩種成本,電池的維護成本也需要考慮。單純考慮前期成本,選用問題電芯,後期維護成本及人工成本太高。針對電芯本身的維護,主要指手動均衡。BMS自帶的均衡功能受限於自身設計均衡電流的大小,可能無法實現電芯之間的理想均衡,隨著時間的積累,電池組中就會出現壓差過大問題。遇到此類情形,只得進行手動均衡,對電壓過低的電芯單獨充電。這種情形出現的頻率越低,則維護成本越低。

三、安全性好

鋰電池的安全性,既包括內部材質的穩定性,又包括電芯安全輔助措施的有效性。


所以不要再說鋰電池不安全等等。因為內部材質安全性指正負極材料、隔膜和電解液,熱穩定性好,電解液與電極材料相容性好,電解液自身阻燃性好。安全輔助措施,指電芯的安全閥設計,熔斷器設計,溫度敏感電阻設計,靈敏度適當,單個電芯故障後,可以防止故障蔓延起到隔離作用。

四、一致性好

蒲迅技術,通過「木桶效應」我們了解到電池一致性的重要性。一致性,指應用於同一個電池包的電芯,容量、開路電壓、內阻、自放電等參數極差小,性能近似。自身具有優異性能的電芯單體,如果一致性不好,成組後,往往其優異性都被抹平。有研究表明,成組後電池組容量由最小容量電芯決定,電池包壽命小於壽命最短電芯壽命。


五、方便組裝

鋰電池能量密度高,為了防止單點能量過高,電池單體普遍能量較小。蒲迅技術分析鋰電應用的範圍較廣。其中電動汽車的電池,需要把大量電芯組織起來,連接成一個整體使用。單體電芯經過焊接、壓接等各種手段,形成模組,模組再經過高壓導線連接,形成電池包。這個過程中,單體電芯是否易於焊接,是否為壓接設計了連接接口,是否方便熱管理系統對每個電池單體發揮作用,都會影響成組設計的簡潔性和成組效率的高低。有的電芯單體密度高,但形狀不友好,加工成電池包以後,能量密度只有單體的一半。電芯單體的連接特性不好,就會白白浪費了電芯的能量密度。


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