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来源:网络 作者:昂佳科技 点击:次 2023-07-12 13:52:16
储能磷酸铁锂电池广泛应用于储能领域,但真正能使其长期稳定工作的电池并不多。锂离子电池的实际寿命受到各种因素的影响,包括电池的物理特性、环境温度和使用技术。电池的物理特性对锂离子电池的实际寿命影响最大。
如果电池的物理特性不适合实际情况,或者电池的应用过程中出现了注定的问题,这将影响其真实寿命和实际功能。
1.充电过度 在正常运用情况下,磷酸铁锂电池的充电循环次数应该在8-12次,否则会造成充电过度。充电过度会致使电芯的活性物质在放电流程中消耗殆尽而失效。运用年限随电池容量逐步下降而降低。同时充电深度过高会致使极化程度加剧,增大电池衰减速度、缩短电池年限;充电过度则会致使电解液分解加剧腐蚀电池内部电化学系统。为此,电池在运用流程中应控制充电深度,以免过度充电。
2.电芯损坏 磷酸铁锂电池在实际使用中还会受到外界环境的影响。例如受到撞击或人为因素等,使电芯内部发生短路或容量衰减;电芯在充放电流程中受到外界电压、温度的影响致使内部结构受到破坏、内部材料受到侵蚀等。为此,需要对电芯进行科学合理检测、保养。运用流程中出现电池放电容量衰减现象时需要马上进行充电,时防止放气充电时应先放电后充电;电芯在充放电流程中出现异常时应马上停止充电或者更换电芯长时间不运用或充电过快都会引起电池内部结构损伤变形而致使电芯失水。另外还需要留意电芯质量问题以及安全问题等因素对电池年限和功能影响。
3.电池单体年限不够 单体的温度低会致使电芯年限短,一般情况下,单体在运用流程中温度不能低于100℃,要是温度低于100℃会致使电芯内的电子从阴极转移到阳极,造成电池内电子无法得到有效补偿,从而造成电芯容量衰减加剧,致使电池失效(能量密度降低)。单体结构参数的变化也会引起内阻、体积变化以及电压变化等影响电池循环年限,目前储能范围运用的磷酸铁锂电池大部分是一次电池、二次电池或者三次电池系统一同运用。二次电池系统运用年限较短且循环次数较少(一般为1~2次)后就需要更换了,这会增加电池本身消耗费用和二次污染问题(温度越低电芯内部会释放更多能量并使电池电压下降)出现概率;三合一电池系统运用年限较长且循环次数多(可达数万次)后在成本上就具有优势了(对比三元锂电池具有较高能量密度)。单体之间运用年限较短且循环次数较少则会出现较大的能量密度下降情况(这是由于单体内阻低所致)带来电池内阻高所致;电池单体之间运用年限较长且循环次数多则会造成电池内阻高并降低其能量密度(这是由于电池内部会发生短路)造成能量密度下降。
4.环境温度过高过低,也会影响电池运用年限。 锂离子电池在工作温度范围内对锂离子的导电性没有影响,但是环境温度过高或过低时,锂离子表面的电荷密度下降。由于电荷密度下降就会致使锂离子在负极表面脱嵌而放电。放电时间越长电池越容易发生过充或过放现象。为此电池应该有良好的储存环境和合理的充电条件。一般来讲运用环境温度应控制在25℃~35℃之间不超过35℃;充电电流不应小于10 A/V;不超过20小时;每次充电后应放电5~10次;剩余容量在运用后不要超过额定容量的20百分比;充电后不要长时间存放在温度低于5℃环境中;电池组在充放电流程中不能出现短路或烧坏等现象。
5.电芯性能差造成年限低,电芯内部能量利用率较低。 在正极材料选用上,因正极材料性能差异性造成了电池能量利用率分别。一般情况下,电池的循环年限越长,正极材料能比容量越高、单体能量比容量越高,电池内部能量利用率就越高。但随着电解质的改进、添加剂含量的增加等原由,能量密度高而单体能量密度低,这会对电池正极材料性能造成影响。
正极材料中镍、钴元素含量越高,其在正极中形成越多氧化物的可能性就越大;而在负极中形成氧化物的可能性则小。由于这种现象致使正极材料内阻大、体积膨胀速率快等现象出现
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