鉅大LARGE | 點擊量：1228次 | 2021年07月27日
電過程中電壓電流是如何影響三元鋰離子電池壽命的？
一般來說咱們常說的三元資料首要指的是NMC資料，也包括NCA資料，層狀資料的容量發(fā)揮遭到其結構穩(wěn)定性的影響，因為Ni3+的化學穩(wěn)定性要比Co元素更好，因而在充電的過程中NMC資料也就能脫出更多的Li，使得資料的容量由較大的進步。
反過來，層狀氧化物正極資料結構穩(wěn)定性還遭到脫Li數(shù)量的影響，過量的脫Li可能會導致資料的層狀結構崩塌，因而為了確保NMC資料的結構穩(wěn)定性要對資料的充電截止電壓進行約束，確保資料的長期的循環(huán)穩(wěn)定性。
充電截止電壓的影響
NMC資料的脫鋰數(shù)量與充電截止電壓成正比，也就是說充電截止電壓越高NMC資料的脫鋰量也就越大，相應地資料的結構也就越不穩(wěn)定。下圖為NCM811資料在不同的充電截止電壓下，循環(huán)功能曲線，能夠看到進步截止電壓后，資料容量發(fā)揮顯著進步了，可是隨之而來的是資料衰降速度的加速。
比較不同截止電壓下的循環(huán)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，4.6V截止電壓時盡管在第五次放電時比容量最高，可是在循環(huán)53次后，其容量快速下降，低于4.5V和4.4V截止電壓下NMC111的容量。這聲明一味的的進步充電截止電壓，盡管會使的資料的容量取得較大的進步，但卻會使的資料的循環(huán)穩(wěn)定性發(fā)作顯著的下降，因而要依據(jù)電池的規(guī)劃壽數(shù)合理選擇充電截止電壓。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
下圖為NMC111、NMC532、NMC622、NMC811和NCA資料，在不同的截止電壓下循環(huán)53次后，放電能量和放電能量堅持率曲線，從圖中能夠看到，在循環(huán)53次后，放電能量密度最高的并不是截止電壓最高的電池，有關NMC811資料，在4.3V截止電壓獲取了最高的放電能量密度，NMC622和NMC532、NCA資料在4.4V充電截止電壓取得了最高放電能量密度，NMC111資料在4.5V取得了最高能量密度。
這僅僅是循環(huán)了53次后的數(shù)據(jù)，跟著循環(huán)次數(shù)的新增，較高截止電壓下的資料因為衰降速度比較快，按照上圖的循環(huán)曲線的趨勢，截止電壓最低時，放電能量密度將會是最高的。此外從下圖能夠看到，無論是哪種資料跟著充電截止電壓的升高都會導致容量衰降的加速，特別是Ni含量較低的NMC111、NMC532和NMC622資料遭到截止電壓的影響更大，這聲明Ni含量較低的幾款資料的結構穩(wěn)定性更差一些。
環(huán)境溫度的影響
在鋰離子電池實際使用中，資料的高溫穩(wěn)定性也是要咱們考慮的，JohannesKasnatscheew對NMC622、NMC811和NCA資料在常溫柔60℃下的循環(huán)功能做了研討，成果如下圖所示。一般來說，進步溫度能夠改進電池內(nèi)的動力學條件，從而進步電池的功能，這一點從電池在60℃下的容量發(fā)揮能夠顯著的看出來，可是高溫會對資料的循環(huán)穩(wěn)定性發(fā)生必定的影響。
例如在20℃常溫下，三種資料在前50次循環(huán)，具有比較挨近的循環(huán)功能，可是將溫度進步到60℃后，NMC811和NCA資料循環(huán)50次后的容量堅持率顯著低于NMC622資料，這聲明NMC622資料具有更高的熱穩(wěn)定性。
JohannesKasnatscheew對影響三元資料循環(huán)功能的要素進行了剖析，例如充電截止電壓和化成的電壓和電流，以及環(huán)境溫度對NMC和NCA資料循環(huán)功能的影響，從本質(zhì)上來說跟著NMC資料脫鋰數(shù)量的新增，會導致資料的結構穩(wěn)定性下降，影響循環(huán)功能。此外，高溫也會對資料的穩(wěn)定性發(fā)生負面的影響，從而導致資料循環(huán)功能下降。JohannesKasnatscheew還依據(jù)NMC資料的特性，規(guī)劃了一種全新的充電制度，既截止容量約束，對充電電壓進行調(diào)整確保電池每次充電的容量都是相同的，從而戰(zhàn)勝因為電池過電勢導致的充電容量和放電容量的衰降，很好的改進了電池的循環(huán)功能。
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