锂电池的使用寿命及影响的4点因素

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锂电池的使用寿命及影响的4点因素

锂电池的使用寿命及影响的4点因素
锂电池发生氧化反应,导致锂电池内部电阻增加,从而是电池容量下降,然后电解槽电阻会达到某个点,尽管这时电池充满电,但电池不能释放已储存的电量。下面由电池之都为大家讲解锂电池的使用寿命及影响的4点因素:
温度和充电状态影响锂电池的老化速度,下面对比两种参数下电池容量的降低。
温度 充电 40% 充电100%
0°C 一年后容量98% 一年后容量94%
25°C 一年后容量96% 一年后容量80%
40°C 一年后容量85% 一年后容量65%
60°C 一年后容量75% 三个月后容量60%
由此可见,高充电状态和增加的温度加快了电池容量的下降。
如果可能的话,尽量将电池充到40%放置于阴凉地方。这样可以在长时间的保存期内使电池自身的保护电路运作。如果充满电后将电池置于高温下,这样会对电池造成极大的损害。
影响因素1:放电深度与可充电次数
可充电次数和放电深度有关,电池放电深度越深,可充电次数就越少。
可充电次数*放电深度=总充电周期完成次数,总充电周期完成次数越高,代表电池的寿命越高,即可充电次数*放电深度 = 实际电池寿命(忽略其他因素)
影响因素2:过充、过放、以及大的充电和放电电流
锂离子电池任何形式的过充会导致电池性能受到破坏,甚至存在安全隐患。
避免低于2V或2.5V的深度放电,因为这会迅速永久性损坏锂离子电池。可能发生内部金属镀敷,这会引起短路,使电池不可用或不安全。大多数锂离子电池在电池组内部都有电子电路,如果充电或放电时电池电压低于2.5V、超过4.3V或如果电池电流超过预定门限值,该电子电路就会断开电池连接。避免大的充电和放电电流,因为大电流给电池施加了过大的压力。
影响因素3:过热或过冷环境
零度以下环境有可能使锂电池在电子产品打开的瞬间烧毁,而过热的环境则会缩减电池的容量。
影响因素4:长时间满电、无电状态
对于一些笔记本电脑等的锂电池,经常让电池电压超过标准电压0.1伏特,即从4.1伏上升到4.2伏,那么电池的寿命会减半,再提高0.1伏,则寿命减为原来的1/3;给电池充电充得越满,电池的损耗也会越大。锂电池长期处于无电量或低电量状态时,其内部的电子移动所受到的阻力会增加,导致电池容量减小,锂电池最好是处于电量的中间状态,那样的话电池寿命最长。
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传统使用在列车上的镍铬电池的优点与缺点
镍铬电池是最早运用到列车上的续电池,在当时的技术条件下镍铬电池是主要的蓄能电池,作为传统的列车上使用的镍镉电池。下面由电池之都为大家讲解传统使用在列车上的镍铬电池的优点与缺点:
镍镉电池优点:
1.安全性高,可过充过放电。
2.高低温性能佳。使用温度范围在-20℃~60℃,在此范围内可进行放电。
3.价格实惠。循环次数大概在500次左右。
镍镉电池缺点:
1.能量密度低。
2.镍镉属于重金属,污染环境。
3.镍镉电池的记忆效应(memory effect),重复经过几次维持在低容量的放充后,如果必须做一个较大量的放电时电池会无法作用。
4.电池需定期维护,如加电解液等。
5.自放电率偏大,镍镉电池为15~30%(月)。
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锂离子电池多重保护机制:
由于错误使用会减少寿命,甚至可能导致爆炸,所以,锂离子电池设计时增加了多种保护机制。
保护电路
防止过充、过放、过载、过热。
排气孔
因其具有防爆炸功能,电池界业内人士也称为防爆孔或防爆线。原理十分简单,在壳体表面划出一条比壳体表面厚度稍微薄一点的线或孔,当电芯短路时,电池内部短时间内将产生大量气体并迅速增大压强,当压力过载时,因防爆孔薄于壳体其余地方,气体便防爆孔处泄气,从而达到避免电芯整体爆炸的危险。
隔膜
隔离电芯正、负极片,以防止卷芯内部正、负极片直接接触造成短路;从微观角度看,隔膜表面为网状结构,通常有PP、PE之分,也有PE、PP复合在一起的。
区分隔膜通常按厚度、宽度进行划分,铝壳锂离子电池使用的隔膜厚度通常为16um、18um、20um等,动力电池使用的隔膜厚度以30um以上为主流。
若按形状区分则有卷状、条状之分。卷状隔膜就是将裁剪好宽度的隔膜卷在一个纸筒上,供客户自行裁剪隔膜单条长度(形状与透明胶相似)。条状隔膜则由供应商按客户提供的长、宽、厚等参数,直接裁剪好成条状的隔膜。卷状隔膜的优点在于通用性强,但需增加人力进行裁剪,条状隔膜优点在于无需人力裁剪即可使用,但是通用性不强。
隔膜在电池内部温度过高时还能融化,以防止电池爆炸。当电池内部温度达到130℃(锂离子电池国家标准gb18287-2000)以上时,隔膜的网状孔将闭合,阻止锂离子通过升高内阻(至2kΩ),以达到阻止电芯内部温度继续升高的作用,从而保护电芯产生爆炸的危险。
排气孔、隔膜一旦激活,电池将永久失效。

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