磷酸鐵鋰電池包壽命衰減的主要原因

來源：存能電氣  日期：2019-01-21 10:03  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池包壽命衰減的主要原因。根據(jù)存能電氣小編研究發(fā)現(xiàn)，造成磷酸鐵鋰電池包壽命衰降的主要因素是在循環(huán)的過程中由于SEI膜重構(gòu)和生長造成的Li消耗。磷酸鐵鋰電池循環(huán)性能好、價格低、安全性好，并且具有快充的潛力，電動汽車使用的基本上都是磷酸鐵鋰電池包。

　　磷酸鐵鋰電池包壽命衰減的主要原因:

　　1、鋰電池包內(nèi)阻，尤其是極化內(nèi)阻的不一致，使得個別電池在充放電過程中電壓變化劇烈，從而導致整個電池組的變化劇烈;

　　2、單體超薄電池電壓的不一致，將影響電池組的調(diào)峰能力，使得整體鋰電池組放出的能量降低;

　　3、由于超薄電池工作中有放熱和吸熱過程，電池溫度會不斷變化，當過熱時，會帶來性能下降和安全隱患，事實證明，近年發(fā)生的電動汽車運營和測試起火的導火索都是因為過溫保護不到位引起電池發(fā)熱起火的，電池類型不但有錳酸鋰，磷酸鐵鋰電池包也是如此;

　　4、容量是離散性中最嚴重的因素，容量不一致主要引起兩個方面的性能問題，一是部分磷酸鐵鋰電池包會處于過充過放狀態(tài)，導致燃燒、爆炸等不安全因素，二是低容量單體電池因為提早結(jié)束工作，影響到整個超薄電池組中其他單體電池的能量不能完全釋放，從而引起整個鋰電池組的壽命衰減。

　　5、電解液的氧化分解與界面反應

　　電解液的性質(zhì)顯著影響鋰離子電池的比容量、壽命、倍率充放電性能、工作溫度范圍以及安全性能等。電解液主要包括溶劑、電解質(zhì)和添加劑三個部分。溶劑的分解、電解質(zhì)的分解都會導致電池容量的損失。

　　6、溫度絕對是影響鋰電池包壽命的關(guān)鍵因素之一，過高的溫度或過低的溫度都會造成活性鋰離子含量的降低，從而減少鋰電池壽命。

　　造成磷酸鐵鋰電池包壽命衰降的主要因素是在循環(huán)的過程中由于SEI膜重構(gòu)和生長造成的Li消耗。

　　NeelimaPaul利用中子衍射的方法對循環(huán)1C循環(huán)4750次后和23℃狀態(tài)下存儲2年（20%SoC）的電池進行分析后發(fā)現(xiàn)，即便是鋰電池包完全放電后（正極處于嵌鋰狀態(tài)，負極處于脫鋰狀態(tài)），但是在正極的衍射峰中仍然觀察到了相當比例的FePO4，在循環(huán)4750次的電池中LFP：FP的比例為67:33，在存儲2年的電池中LFP：FP比例為75:25，而負極的衍射峰中沒有觀察到LiC6的衍射峰。

　　這一結(jié)果顯示磷酸鐵鋰電池包在循環(huán)和存儲過程中有相當比例的Li+“憑空消失了”，同時也表明在循環(huán)過程中正負極活性物質(zhì)都能夠參與到充放電反應中，并沒有發(fā)生活性物質(zhì)的損失，因此造成磷酸鐵鋰電池包衰降的主要原因就是循環(huán)過程中的Li損失。

　　磷酸鐵鋰電池包真實壽命：

　　鐵鋰電池包質(zhì)量比較好的情況下，1衰減量可以控制在5%以內(nèi)，第二年可以在15%以內(nèi)。三元類型的，1年降幅在7-10%，2年在20-25%。當然，具體也和使用負荷，使用頻率有關(guān)系，這里只是一個大概的表述。

　　綜合多種因素，磷酸鐵鋰電池包的使用特性大致可以表述為：尺寸相對較大，低溫性能不好，可以在壽命期內(nèi)保持相對平緩的衰減速率，一般用8年左右是可以的；但如果在南方使用。磷酸鐵鋰電池的壽命還要比8年更長一些。

　　磷酸鐵鋰電池包，循環(huán)壽命達到2000次以上，標準充電（5小時率）使用，可達到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就1~1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達到7~8年。綜合考慮，性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。大電流放電可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動電流可達2C，而鉛酸電池無此性能。

　　磷酸鐵鋰電池的壽命未必比鉛酸電池長4-5倍，以現(xiàn)在技術(shù)含量比較高的鉛酸電池來說，壽命達到5年沒有問題。而鋰電池由于負極材料石墨存在結(jié)構(gòu)坍塌的問題，即使擱置五年不使用也會報廢。

　　綜上所述，引起鋰電池包壽命衰減的主要原因，是因為鋰電池里的鋰離子活性會隨著使用不斷減少，這是由其特性所決定的，無法改變，直至活性完全沒有了，就徹底失效了。存能電氣長期制造鋰電池包，可依據(jù)客戶需求定制各種使用要求的電池組。公司以周到的服務，較高的質(zhì)量贏得了眾多消費者的信賴。