動(dòng)力鋰電池單體使用壽命的影響因素

針對(duì)在電動(dòng)汽車上使用的動(dòng)力鋰電池使用壽命終了，含義是電池的衰減量達(dá)到初始容量的20%。動(dòng)力鋰電池的使用壽命在電動(dòng)汽車上反復(fù)充放電時(shí)，會(huì)由于鋰離子電池內(nèi)部的副反應(yīng)不斷發(fā)生使得電池本體材料性質(zhì)而發(fā)生衰退。這種衰退是由于以下幾個(gè)方面出現(xiàn)：電極材料晶格結(jié)構(gòu)的改變;電極材料發(fā)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(dǎo)電性下降和阻抗新增;由于負(fù)極析鋰或副反應(yīng)造成可脫嵌的鋰離子被消耗;副反應(yīng)生成的氣體、不溶物質(zhì)以及粘結(jié)劑改性和集流體腐蝕引起的阻抗新增。

從實(shí)際使用環(huán)境條件來(lái)看，影響動(dòng)力鋰電池單體使用壽命的因素重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(jīng)有很多資料文獻(xiàn)表明在一定范圍內(nèi)，不同充電截止電壓的循環(huán)壽命分別隨充電電壓越高而越短。這說(shuō)明充電截止電壓對(duì)電池使用壽命的影響非常大。高的充電截止電壓會(huì)加劇電池副反應(yīng)的發(fā)生導(dǎo)致電池使用壽命縮短。動(dòng)力鋰電池在整車上使用時(shí)，由于電動(dòng)汽車的各種行駛狀況使得電池易出現(xiàn)衰退而在較高電位區(qū)域充放電時(shí)性能下降較嚴(yán)重。

動(dòng)力鋰電池在電動(dòng)汽車的使用過(guò)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(duì)動(dòng)力鋰電池倍率充放電的研究表明大倍率充放電會(huì)加速電池容量的衰減，充放電倍率越大，電池容量衰減越快。這重要是由于正極材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變以及負(fù)極表面膜增厚導(dǎo)致鋰離子擴(kuò)散困難造成的。假如充放電倍率過(guò)大的話，還有可能造成單體電池過(guò)熱、短路引起爆炸等。

不同的動(dòng)力鋰電池有不同的最佳使用溫度，過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì)對(duì)電池的使用壽命出現(xiàn)影響。隨著溫度的降低，鋰離子動(dòng)力鋰電池的放電容量會(huì)有所降低。這是因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液的離子電導(dǎo)率隨之降低，引起電池內(nèi)阻迅速增大，導(dǎo)致電池在低溫時(shí)輸出性能變差