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什么因素影響著電動車三元鋰電池使用壽命

什么因素影響著電動車三元鋰電池使用壽命?
  鋰離子動力電池單體并不能滿足電動汽車的動力需求,因此電動汽車必須采用多塊電池進行串聯、并聯構成的動力電池組來提供電動汽車使用能量。從目前的鋰離子動力電池單體制造工藝水平來看,生產過程中的各種因素影響使得同一型號的單體電池也會在電壓、容量、內阻等方面產生偏差。動力電池組的性能決定于電池單體的性能,但絕不是單體電池性能的簡單累加。由于單體電池性能不一致性的存在,使得動力電池組在電動汽車上進行反復使用時,動力電池組產生各種問題從而導致使用壽命縮短。

  受限于目前的鋰離子動力電池技術發展瓶頸,對動力電池使用壽命的影響因素進行研究,并解決相關問題用以延長動力電池的使用壽命顯得十分重要。這將有助于鋰離子動力電池在電動汽車的發展,提高鋰離子動力電池的使用效率。  動力電池單體使用壽命的影響因素

  針對在電動汽車上使用的動力電池使用壽命終了,定義是電池的衰減量達到初始容量的20%。動力電池的使用壽命在電動汽車上反復充放電時,會由于鋰離子電池內部的副反應不斷發生使得電池本體材料性質而發生衰退。這種衰退是由于以下幾個方面產生:電極材料晶格結構的改變;電極材料發生分解、剝落或腐蝕造成活性材料減少;電解液分解消耗引起的導電性下降和阻抗增加;由于負極析鋰或副反應造成可脫嵌的鋰離子被消耗;副反應生成的氣體、不溶物質以及粘結劑改性和集流體腐蝕引起的阻抗增加。

  從實際使用環境條件來看,影響動力電池單體使用壽命的因素主要包括充放電截止電壓、充放電倍率、使用溫度以及擱置條件。

  已經有很多資料文獻表明在一定范圍內,不同充電截止電壓的循環壽命分別隨充電電壓越高而越短。這說明充電截止電壓對電池使用壽命的影響非常大。高的充電截止電壓會加劇電池副反應的發生導致電池使用壽命縮短。動力電池在整車上使用時,由于電動汽車的各種行駛狀況使得電池易出現衰退而在較高電位區域充放電時性能下降較嚴重。

  動力電池在電動汽車的使用過程中為滿足不同的駕駛工況從而采用不同的充放電倍率。對動力電池倍率充放電的研究表明大倍率充放電會加速電池容量的衰減,充放電倍率越大,電池容量衰減越快。這主要是由于正極材料結構和性質的改變以及負極表面膜增厚導致鋰離子擴散困難造成的。如果充放電倍率過大的話,還有可能造成單體電池過熱、短路引起爆炸等。

  不同的動力電池有不同的最佳使用溫度,過高或過低的溫度都會對電池的使用壽命產生影響。隨著溫度的降低,鋰離子動力電池的放電容量會有所降低。這是因為隨著溫度的降低,電解液的離子電導率隨之降低,引起電池內阻迅速增大,導致電池在低溫時輸出性能變差。

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