是什么原因消磨的磷酸铁锂电池的寿命?

2020-09-02 14:28 ryder

磷酸铁锂电池以寿命长,广受消费者喜爱,单体磷酸铁锂电池可充放电高达2000次左右,但是成组后的磷酸铁锂电池组的寿命却只有500次左右,这与锂电池相差很远,那么,是什么原因消磨的磷酸铁锂电池的寿命?
 
 
一)首先要说说磷酸铁锂电池的弱点
 
1)磷酸铁锂电池的低温性能差。在低于-20℃的低温环境下基本无法工作,现在绝大多数新能源汽车使用的是磷酸铁锂电池,如果没有自暖系统,基本在冬天几乎无法启动车辆。
 
2)高倍率充放电时,实际容量会比设计的低,这是因为磷酸铁锂电池导电性能差,锂离子扩散速度慢的原因。
 
 
二)磷酸铁锂电池低温性能低下的原因
 
1)生产环境
 
磷酸铁锂电池做为一个化工原料众多、工艺繁杂的高科技产品,其生产环境对温度、湿度、粉尘等都有很高的要求,如果没有控制到位,电池品质将出现波动。
 
2)导电性差、锂离子扩散速度慢
 
高倍率充放电时,实际比容量低,这个问题是制约磷酸铁锂电池产业发展的一个难点。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用,这是一个主要的问题。
 
3)材料方面的影响
 
磷酸铁锂正极本身电子导电性比较差,另外比较容易产生极化,降低容量的发挥;负极这块主要是低温充电,因为它会影响到安全性问题;电解液这一块,可能低温下黏度会增大,锂离子迁移阻抗会增大;第四个就是粘结剂,现这个对电池的低温性能影响也是比较大的。
 
4)正极材料
 
正极材料的三维结构制约着磷酸铁锂电池的扩散速率,低温下影响尤其明显。研究发现磷酸亚铁锂电池与镍钴锰三元电池在-20℃的放电性能,发现磷酸铁锂电池在-20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38%,而镍钴锰三元电池能够达到70.1%。
 
5)高熔点溶剂
 
由于锂电池电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,锂离子电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,导致磷酸铁锂电池在电解液中传输速率降低。
 
6)SEI膜
 
低温环境下,磷酸铁锂电池负极的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低,最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。
 
三)是什么原因消磨的磷酸铁锂电池的寿命
 
1)本身材料原因:磷酸铁锂电池在高倍率充放电时会存在容量差异,长此以往就会导致整组电池一致性问题,最终导致寿命终止。
 
2)人为因素导致:良好的充电习惯任然是最重要的。过大电流充电,过放电,过充电,对磷酸铁锂电池任然有很深的影响。
 
3)环境因素,磷酸铁锂电池的低温性能较差。在低温环境下充电也会导致电池出现一致性问题。以及复杂的使用环境,都会对磷酸铁锂电池造成影响。
 
总结,磷酸铁锂电池是目前为止安全系数比较高的一种锂电池,单体寿命比锂离子电池长很多。但是能量密度和放电等其他性能比锂电池差。这也是到目前为止,磷酸铁锂电池任然不能完全替代锂离子电池的一个重要原因。正确合理的使用锂电池是非常重要的。

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