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(jià)格低、安全性好，并且具有快充的潛力，電動(dòng)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(gè)別電池在充放電過程中電壓變化劇烈，從而導(dǎo)致整個(gè)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(huì)不斷變化，當(dāng)過熱時(shí)，會(huì)帶來性能下降和安全隱患，事實(shí)證明，近年發(fā)生的電動(dòng)汽車運(yùn)營和測試起火的導(dǎo)火索都是因?yàn)檫^溫保護(hù)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(yán)重的因素，容量不一致主要引起兩個(gè)方面的性能問題，一是部分磷酸鐵鋰電池包會(huì)處于過充過放狀態(tài)，導(dǎo)致燃燒、爆炸等不安全因素，二是低容量單體電池因?yàn)樘嵩缃Y(jié)束工作，影響到整個(gè)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(gè)鋰電池組的壽命衰減。

　　5、電解液的氧化分解與界面反應(yīng)

　　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(gè)部分。溶劑的分解、電解質(zhì)的分解都會(huì)導(dǎo)致電池容量的損失。

　　6、溫度絕對(duì)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(huì)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(duì)循環(huán)1C循環(huán)4750次后和23℃狀態(tài)下存儲(chǔ)2年（20%SoC）的電池進(jìn)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(fù)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(dāng)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(chǔ)2年的電池中LFP：FP比例為75:25，而負(fù)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(chǔ)過程中有相當(dāng)比例的Li+“憑空消失了”，同時(shí)也表明在循環(huán)過程中正負(fù)極活性物質(zhì)都能夠參與到充放電反應(yīng)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(shí)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(dāng)然，具體也和使用負(fù)荷，使用頻率有關(guān)系，這里只是一個(gè)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(duì)較大，低溫性能不好，可以在壽命期內(nèi)保持相對(duì)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(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電（5小時(shí)率）使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”，最多也就1~1.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達(dá)到7~8年。綜合考慮，性能價(jià)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(dòng)電流可達(dá)2C，而鉛酸電池?zé)o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(dá)到5年沒有問題。而鋰電池由于負(fù)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(huì)報(bào)廢。

　　綜上所述，引起鋰電池包壽命衰減的主要原因，是因?yàn)殇囯姵乩锏匿囯x子活性會(huì)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(wù)，較高的質(zhì)量贏得了眾多消費(fèi)者的信賴。