电动车电池循环寿命——快速等效测试方法

电动车电池循环寿命——快速等效测试方法
电动车电池循环寿命——快速等效测试方法

锂电池循环充放电寿命问题

锂电池循环充放电寿命问题 锂电池寿命问题:循环充放电一次就是少一次寿命吗?回答这个问题前,我们先来说说锂电池循环寿命的测试条件。 循环就是使用,我们是在使用电池,关心的是使用的时间,为了衡量充电电池到底可以使用多长时间这样一个性能,就规定了循环次数的定义。实际的用户使用千变万化,因为条件不同的试验是没有可比性的,要有比较就必须规范循环寿命的定义。 锂电池充电器 1国标规定的锂电池循环寿命测试条件及要求:在环境温度20℃±5℃的条件下,以1C充电,当电池端电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于1/20C,停止充电,搁置0.5h~1h,然后以1C电流放电至终止电压2.75V,放电结束后,搁置0.5h~1h,再进行下一个充放电循环,直至连续两次放电时间小于36min,则认为寿命终止,循环次数必须大于300次。 2国标规定的解释: A.这个定义规定了循环寿命的测试是以深充深放方式进行的 B.规定了锂电池的循环寿命按照这个模式,经过≥300次循环后容量仍然有60%以上 然而,不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的,比如以上其它的条件不变,仅仅把4.2V的恒压电压改为4.1V的恒压电压对同一个型号的电池进行循环寿命测试,这样这个电池就已经不是深充方式了,最后测试得到循环寿命次数可以提高近60%。那么如果把截止电压提高到3.9V进行测试,其循环次数应该可以增加数倍。3这个关于循环充放电一次就少一次寿命的说法,我们要注意的是,锂电池的充电周期的定义:

一个充电周期指的是锂电池的所有电量由满用到空,再由空充电到满的过程。而这并不等同于充电一次。另外大家在谈论循环次数的时候不能忽视循环的条件,抛开规则谈论循环次数是没有任何意义的,因为循环次数是检测电池寿命的手段,而不是目的!4▲误区:许多人喜欢把手机锂离子电池用到自动关机再充电,这个完全没有必要。 实际上,用户不可能按照国标测试模式对电池进行使用,没有一个手机会在2.75V 才关机,而其放电模式也不是大电流恒流放电,而是GSM的脉冲放电和平时的小电流放电混合的方式。 有另外一种关于循环寿命的衡量方法,就是时间。有专家提出一般民用的锂离子电池的寿命是2~3年,结合实际的情况,比如以60%的容量为寿命的终止,加上锂离子电池的时效作用,用时间来表述循环寿命我认为更为合理。 注意事项 对于锂离子电池,没有必要用到关机再充电,锂离子电池本来就适合用随时充电的方式进行使用,这也是他针对镍氢电池的最大优势之一,请大家善加利用这个特性。锂电池完全充放电一次(完全充放电并不等同于一次充放电),循环寿命才减少一次。 电池保养常识: 1 记忆效应镍氢充电电池上常见的现象。具体表现就是:如果长期不充满电就开始使用电池的话,电池的电量就会明显下降,就算以后想充满也充不满了。所以保养镍氢电池的重要方式就是:电必须用完了才能开始充电,充满了电了才允许投入使用。现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽略不计的。2 完全充电,完全放电

预防电动车火灾教你五大防火妙招

预防电动车火灾教你五 大防火妙招 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

预防电动车火灾教你五大防火妙招徐州市消防支队统计显示,入夏后,电动车火灾案例明显上升。5月以来,有记录的已有3起。昨天下午,消防部门称:“调查发现,多数电动车自燃发生在充电过程中”。 为避免电动车火灾事故的发生,消防部门昨日发布了相关消防安全指南,从选购、使用、充电等方面,为你正确使用电动车提供帮助。 解读 电动车易发火灾的几种情况 在这份电动车消防安全指南上,详细注明了电动车火灾的原因以及地点等各方特点,同时也对易发生火灾的电动车车型进行了解读。 1、多因电路电池故障电动车火灾有的发生在行驶中,但多数发生在充电过程中。电动车行驶中发生火灾多发生在车辆电气线路超负荷、短路情况下,由于未安装电气安全装置或电气安全装置失效,不能及时有效切断电源,大电流引燃绝缘材料或其他易燃、可燃材料所致。充电过程中发生火灾的主要原因是电动车自身电气线路短路、充电器线路超负荷、电动车电池故障引起。

2、多在建筑首层室内由于电动车自身较重、上下搬动不便,不适宜露天存放,用户通常夜间将电动车搬到室内存放并充电,存放地点多在建筑的首层门厅、走道或楼梯间内,有条件的集中存放在车库、车棚内。 电动车在建筑首层室内充电时,一旦发生火灾,火焰和浓烟将封堵建筑的安全出口、逃生通道,极易造成人员伤亡,甚至群死群伤火灾事故。 3、多是豪华型电动车近年来,豪华电动车的产销比例越来越高。豪华电动车围档、坐垫、灯具大多采用高分子材料制作,这些高分子材料燃烧性能好,燃烧速度快,燃烧时会产生大量有毒烟气。 豪华电动车的弊端主要有:电气线路一旦起火极易引燃车辆,车辆燃烧时产生大量有毒烟气,导致人员中毒伤亡。 4、维修不当也是原因有的厂家为了追求生产效率、降低生产成本,在设计电动车时不解决明显的缺陷,如设计电流与线路及接插件的不匹配、插件与接头的处理不当、线路敷设的不规范等,这些因素极易引发电瓶车短路、超负荷、电阻过大等火灾事故。 电瓶车用量大幅度增加,也导致很多没有专业维修技能的人员加入到电瓶车维修行业中来,他们在维修过程中盲目修改电瓶车内部线路,可能

电池循环性能影响

电池循环影响循环性能对锂离子电池的重要程度无需赘言;另外就宏观来讲,更长的循环寿命意味着更少的资源消耗。因而,影响锂离子电池循环性能的因素,是每一个与锂电行业相关的人员都不得不考虑的问题。以下文武列举几个可能影响到电池循环性能因素,供大家参考。 材料种类:材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素。选择了循环性能较差的材料,工艺再合理、制成再完善,电芯的循环也必然无法保证;选择了较好的材料,即使后续制成有些许问题,循环性能也可能不会差的过于离谱(一次钴酸锂克发挥仅为135.5mAh/g 左右且析锂的电芯,1C虽然百余次跳水但是0.5C、500次90%以上;一次电芯拆开后负极有黑色石墨颗粒的电芯,循环性能正常)。从材料角度来看,一个全电池的循环性能,是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中,较差的一者来决定的。材料的循环性能较差,一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂,一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。在电芯设计时,若一极确认选用循环性能较差的材料,则另一极无需选择循环性能较好的材料,浪费。 正负极压实:正负极压实过高,虽然可以提高电芯的能量密度,但是也会一定程度上降低材料的循环性能。从理论来分析,压实越大,相当于对材料的结构破坏越大,而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础;此外,正负极压实较高的电芯难以保证较高的保液量,而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。 水分:过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环,同时水分过多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分难以除去的同时,痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。可惜文武对这个方面的切身经验几乎为零,说不出太多的东西。大家有兴趣可以搜一搜论坛里面关于这个话题的资料,还是不少的。 涂布膜密度:单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言,降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或叠片层数,对应增加的隔膜可以吸收更多的电解液以保证循环。考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些,当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制,活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压造成负面影响,更多的层数意味着更多的箔材和隔膜,进而意味着更高的成本和更低的能量密度。所以,评估时也需要均衡考量。 负极过量:负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外,对循环性能的影响也是一个考量。对于钴酸锂加石墨体系而言,负极石墨成为循环过程中的“短板”一方较为常见。若负极过量不充足,电芯可能在循环前并不析锂,但是循环几百次后正极结构变化甚微但是负极结构被破坏严重而无法完全接收正极提供的锂离子从而析锂,造成容量过早下降。 电解液量:电解液量不足对循环产生影响主要有三个原因,一是注液量不足,二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分,三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕。注液量不足和保液量不足文武之前写过《电解液缺失对电芯性能的影响》因而不再赘述。对第三点,正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI的形成,而右眼可见的表现,既为循环过程中电解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液,一方面在SEI 膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。不论是对循环成百甚至上千次的电芯还是对于几十次既跳水的电芯,若循环前电解液充足而循环后电解液已经消耗完毕,则增加电解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循环性能。

影响锂离子电池循环性能的几个因素

循环性能对锂离子电池的重要程度无需赘言;另外就宏观来讲,更长的循环寿命意味着更少的资源消耗。因而,影响锂离子电池循环性能的因素,是每一个与锂电行业相关的人员都不得不考虑的问题。以下文武列举几个可能影响到电池循环性能因素,供大家参考。 材料种类:材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素。选择了循环性能较差的材料,工艺再合理、制成再完善,电芯的循环也必然无法保证;选择了较好的材料,即使后续制成有些许问题,循环性能也可能不会差的过于离谱(一次钴酸锂克发挥仅为135.5mAh/g 左右且析锂的电芯,1C虽然百余次跳水但是0.5C、500次90%以上;一次电芯拆开后负极有黑色石墨颗粒的电芯,循环性能正常)。从材料角度来看,一个全电池的循环性能,是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中,较差的一者来决定的。材料的循环性能较差,一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂,一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。在电芯设计时,若一极确认选用循环性能较差的材料,则另一极无需选择循环性能较好的材料,浪费。 正负极压实:正负极压实过高,虽然可以提高电芯的能量密度,但是也会一定程度上降低材料的循环性能。从理论来分析,压实越大,相当于对材料的结构破坏越大,而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础;此外,正负极压实较高的电芯难以保证较高的保液量,而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。 水分:过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环,同时水分过多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分难以除去的同时,痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。可惜文武对这个方面的切身经验几乎为零,说不出太多的东西。大家有兴趣可以搜一搜论坛里面关于这个话题的资料,还是不少的。 涂布膜密度:单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言,降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或叠片层数,对应增加的隔膜可以吸收更多的电解液以保证循环。考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些,当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制,活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压造成负面影响,更多的层数意味着更多的箔材和隔膜,进而意味着更高的成本和更低的能量密度。所以,评估时也需要均衡考量。 负极过量:负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外,对循环性能的影响也是一个考量。对于钴酸锂加石墨体系而言,负极石墨成为循环过程中的“短板”一方较为常见。若负极过量不充足,电芯可能在循环前并不析锂,但是循环几百次后正极结构变化甚微但是负极结构被破坏严重而无法完全接收正极提供的锂离子从而析锂,造成容量过早下降。 电解液量:电解液量不足对循环产生影响主要有三个原因,一是注液量不足,二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分,三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕。注液量不足和保液量不足文武之前写过《电解液缺失对电芯性能的影响》因而不再赘述。对第三点,正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI的形成,而右眼可见的表现,既为循环过程中电解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液,一方面在SEI 膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。不论是对循环成百甚至上千次的电芯还是对于几十次既跳水的电芯,若循环前电解液充足而循环后电解液已经消耗完毕,则增加电解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循环性能。 测试的客观条件:测试过程中的充放电倍率、截止电压、充电截止电流、测试中的过充过放、测试房温度、测试过程中的突然中断、测试点与电芯的接触内阻等外界因素,都会

《GB2020电动汽车传导充电电磁兼容性要求和试验方法》编制说明

GB/T《电动汽车传导充电电磁兼容性要求和试验方法》 标准编制说明 (一)工作简况(包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等) 1、任务来源 GB/T《电动汽车充电耦合系统的电磁兼容性要求和试验方法》的计划由国家标准化管理委员会下达,文号为:国标委综合[2016]89号,计划编号为:20162465-T-339。 2、主要参加单位 本项目由全国汽车标准化技术委员会归口,标准参与单位包括电动汽车整车、关键部件生产企业及检测机构。 3、主要工作过程 a)2016年07月,在兰州市召开电动汽车电磁兼容工作组第三会议,会议 介绍项目背景,并首次讨论GB/T《电动汽车充电耦合系统的电磁兼容性要求和试验方法》标准草案,与会代表就编制原则、适用范围等内容达成初步共识。 b)2017年08月,在西宁市召开电动汽车电磁兼容工作组第四会议,会议 详细讨论标准草案,并明确标准中各主要技术内容的编制方案。 c)2018年01月,在天津市召开电动汽车电磁兼容工作组第五会议,会议 介绍标准草案最新修改内容,并对此前工作组成员反馈意见和处理情况进行详细说明和集中研讨。 d)2018年07年,在襄阳市召开电动汽车电磁兼容工作组第六会议,会议 进一步讨论标准草案,并针对标准技术内容进行集中研讨,会后请各相关单位就双枪充电、AC/DC充电辐射发射电流值等问题做好标准研究和验证工作。 e)2018年12月,在南京市召开电动汽车电磁兼容工作组第七会议,会议 回顾电动汽车电磁兼容标准化工作开展情况,并请各相关单位就上次会议结论重点围绕AC/DC充电电流对谐波发射和电磁辐射影响、双枪充电测试方案以及系统测试方案等问题介绍各自研究成果。会议详细讨论了标准草案,与会专家就标准适用范围、技术要求和试验方法等主要内容达成一致意见。会后要求工作组相关方面尽快按照讨论结论修改标准形成征求意见稿,并计划于12月底在全国汽车标准化技术委员会网站进行征求意见。 f)2018年12月,标准征求意见,并向社会公示,公示期自2019年1月4 日至2月19日,共45天。共收到意见123条,起草组对意见进行认真研究和分析,必要时进行测试验证。 g)2019年10月,在天津召开意见处理讨论会议,对意见处理的结果进行 讨论,并取得共识。 h)2019年11月,由于标准内容多、测试复杂,根据工作安排,在按照意 见处理结果进行修改完善后,再次提交征求意见。 (二)标准编制原则和主要内容(如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等)的论据,解决的主要问题,修订标准时应列出与原标准的

锂离子电池循环寿命影响因素分析

锂离子电池循环寿命影响因素分析 摘要:随着电子科学技术的不断发展,越来越多的电子产品使用锂离子电池作 为能量的供给,但是锂离子电池目前在使用上还存在许多问题,其中锂离子电池 的循环寿命就对整个电子产品的使用有关键的影响作用.当电池的寿命较低时,电子产品的使用寿命也会受到影响,即使及时更换新的电池也不能达到原来电池的 高匹配程度,所以有必要对锂离子电池循环寿命的影响因素进行探索。本文对锂 离子电池使用过程中循环寿命的影响因素进行分析和探讨,其中包括锂离子电池 设计和制造工艺、锂离子电池所使用的材料老化和衰退的情况、锂离子电池所使 用的环境和充放电制度等方面展开详细的探讨,并提出相应的对策。 关键词:锂离子电池;循环寿命;影响因素 锂离子电池作为最常用的充电电池,具有单体电压高、质量轻、自放电小、工作温度范围广、环境容纳度高等出色优点,其他类型电池很少全面具备这样的性能。但是锂离子电池依然存 在缺点,例如有些锂离子电池在经过一定周期的充电和放电循环之后,电池的容量下降过快,达不到标准500次循环的,本文将对锂离子电池的循环性能进行探讨。影响锂离子电池循环 性能的因素有很多,其中,电池在使用过程中,在其内部发生的化学反应是直接影响电池循 环寿命的,除此以外,电池制备所使用的材料、制作设计工艺等也会对电池的循环寿命造成 影响。本文就这几方面的内容进行探讨。 一、简述锂离子电池的构成和原理 (一)锂离子电池的构成 虽然锂离子电池从发明到使用经历较多改进,但是锂离子电池的本质构成并不复杂。锂 离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜、集流体以及电池外壳所构成。正负极所采用的 材料各自不同,但是都有一定的要求。电解液的选择需要满足良好的离子导体和电子绝缘体 的要求,同时应具备良好的热稳定性及化学稳定性。合适的集流体能够保证极片在工作过程 中处于稳定的状态。每一个部分的合理构成可以保证锂离子电池正负极反应的顺利进行。 (二)锂离子电池的反应原理 锂离子电池在工作过程中所发生的反应主要为:充电时,锂离子从正极经过电解液穿过 隔膜嵌入到负极,同时有相同数量的电子经外电路传递到负极,保证电荷平衡;而进行放电时,则相反,锂离子从负极脱嵌,经过电解液穿过隔膜再回到正极,此时相同数量的电子经 外电路传递到正极。在锂离子电池进行首次充电时,有机电解液在碳负极表面发生还原分解,形成一层电子绝缘、离子可导的钝化膜,这层钝化膜被称为固体电解质界面膜(solid electrolyte interface,SEI),该钝化膜能够阻止电解液与碳负极的反应以及溶剂分子共插对负极结构的破坏,对负极进行保护。 二、影响锂离子电池循环寿命的因素 影响锂离子电池循环寿命的因素包括内部和外部因素,内部因素主要是锂离子电池进行 充电和放电过程的化合反应,外部因素主要是在使用过程中的环境控制等。我们讨论在可控 范围内对锂离子电池循环寿命造成影响的因素,希望能够发现并且控制这些因素的办法,延 长电池的循环寿命,使锂离子电池能够得到更加良好的应用。

电动汽车全方位保养指南

电动汽车全方位保养指南 随着国家对新能源汽车的大力推广和民众对新能源汽车认可度的提高,纯电动汽车越来越多的走进了我们的生活,但是电动汽车在使用和电动汽车保养上与传统汽车会有所不同,电动汽车又该如何保养呢? 不用换机油滤芯 因为纯电动车没有燃油发动机,仅靠电机驱动,所以省去了更换机油机滤的麻烦。但电动汽车也有防冻液,与传统车辆不同的是防冻液用于冷却电机,并也需根据厂家规定时间进行更换,一般更换周期为2年或4万公里,而防冻液的种类与传统汽车完全相同。对于车辆的其他耗损零件,像雨刷器、刹车片等都与传统燃油车一致,可以根据实际使用情况定期更换。 电池养护 电池是纯电动汽车的重中之重,车辆的电池组一般由百块左右的独立电池组成,出现故障时一般由厂商进行专业检查维修。通常,电池组的检查主要是对电池成组情况、电池电压、电量、电池温度、CAN总线通讯状态等进行检测,因为一旦有个别电池单体出现问题,就会影响整个动力电池组的工作状态。此外,在电动汽车保养过程中,高压线束的导电性和绝缘性检测也尤为重要,大多数汽车厂家对高压线束的保修期为5年,因为和传统汽车的燃油系统一样,高压线束的好坏直接决定着这台车能不能开和安全与否的问题。需要注意的是,由于车内布有高压电路,所以这些都要在4S店完成,车主不要自行拆卸。 另外,在日常使用过程中需要注意以下几点: 1、正确把握电池的充电时间 蓄电池在充电时一定要注意时间,不要一充就是一两天,这会导致充电过度,使电瓶发热。过度充电、放电及充电不足都会缩短其使用寿命。一般情况下充电10小时左右最为适宜,若充电过程中电瓶温度超过65℃,应停止充电。 2、长时间不用时应保证处于满电状态

【CN109856559A】一种锂电池循环寿命的预测方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910153648.5 (22)申请日 2019.02.28 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 甘小燕 窦雅盛 武鸿辉 余俊锋  (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 王丹 (51)Int.Cl. G01R 31/389(2019.01) G01R 31/387(2019.01) G01R 31/382(2019.01) (54)发明名称 一种锂电池循环寿命的预测方法 (57)摘要 本发明提供一种锂电池循环寿命的预测方 法,将锂电池进行不同循环次数的充放电性能测 试以及HPPC性能测试,记录不同循环次数的充放 电过程中电压和容量;根据HPPC测试数据中锂电 池电压的变化,计算在不同SOC下的充电和放电 方向的内阻,计算每个循环次数下的根据不同 SOC下拟合的平均值,即均值内阻;在不同循环次 数下,将均值内阻与SOC进行拟合,寻找出相应的 规律,得到在不同循环次数下的均值内阻;根据 均值内阻与循环次数的测试数据进行拟合计算, 对电池的循环寿命进行预测。本发明经过短期的 循环测试即可快速预测电池循环寿命,极大地降 低了常规测试所产生的时间和资源浪费。权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 109856559 A 2019.06.07 C N 109856559 A

权 利 要 求 书1/1页CN 109856559 A 1.一种锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:它包括以下步骤: S1、将锂电池进行不同循环次数的充放电性能测试以及HPPC性能测试,记录不同循环次数的充放电过程中电压和容量; S2、根据HPPC测试数据中锂电池电压的变化,计算在不同SOC下的充电和放电方向的内阻,计算每个循环次数下的根据不同SOC下拟合的平均值,即均值内阻;在不同循环次数下,将均值内阻与SOC进行拟合,寻找出相应的规律,得到在不同循环次数下的均值内阻; S3、根据均值内阻与循环次数的测试数据进行拟合计算,对电池的循环寿命进行预测; 1)根据均值内阻以及相应的容量保持率进行拟合得到均值内阻-容量保持率函数关系式; 2)根据电池循环次数以及相应的均值内阻进行拟合得到循环次数-均值内阻函数关系式; 3)根据1)和2)的函数关系式,计算电池某一容量保持率时对应的电池循环次数。 2.根据权利要求1所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的S1在进行测试时,循环次数为0-1000次,且停止循环测试后的电池处于放电状态。 3.根据权利要求1所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的S1在充放电性能测试时,充电电流为1/3C,充电截止电压为 4.2V,充电截止电流设为0.13A,放电截止电压设为2.5V,恒流放电电流为0.5C、1C、2C或3C中的一个,C为电池充放电电流大小的比率。 4.根据权利要求1所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的S1在HPPC性能测试时,按照以下步骤进行: 1)在一定温度下以C的一定倍率恒流放电; 2)恒流放电后,电池进行搁置1min以上; 3)搁置完成后,再以以C的一定倍率恒流充电; 4)充电结束后,再进行搁置1min以上; 5)以以C的一定倍率恒流放电,使电池SOC下降;将电池搁置15min以上; 6)从1)开始重复循环上述步骤,循环次数设置为大于或等于20次; 循环结束后,测试完成。 5.根据权利要求4所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的一定温度为-20℃-60℃。 6.根据权利要求4所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的以C的一定倍率为0.5C、1C、2C或3C。 7.根据权利要求1所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的均值内阻-容量保持率函数关系式为: y=-236.12x2+11.74x+0.8567 其中,x表示均值内阻,y表示容量保持率。 8.根据权利要求7所述的锂电池循环寿命的预测方法,其特征在于:所述的循环次数-均值内阻函数关系式为: x=0.0718z+27.763 其中,z表示电池循环次数,x表示均值内阻。 2

影响锂电池循环的几个因素

影响锂离子电池循环性能的几个因素 (锂电技术水太深,文武的东西别当真) 循环性能对锂离子电池的重要程度无需赘言;另外就宏观来讲,更长的循环寿命意味着更少的资源消耗。因而,影响锂离子电池循环性能的因素,是每一个与锂电行业相关的人员都不得不考虑的问题。以下文武列举几个可能影响到电池循环性能因素,供大家参考。 材料种类:材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素。选择了循环性能较差的材料,工艺再合理、制成再完善,电芯的循环也必然无法保证;选择了较好的材料,即使后续制成有些许问题,循环性能也可能不会差的过于离谱(一次钴酸锂克发挥仅为135.5mAh/g左右且析锂的电芯,1C虽然百余次跳水但是0.5C、500次90%以上;一次电芯拆开后负极有黑色石墨颗粒的电芯,循环性能正常)。从材料角度来看,一个全电池的循环性能,是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中,较差的一者来决定的。材料的循环性能较差,一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂,一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。在电芯设计时,若一极确认选用循环性能较差的材料,则另一极无需选择循环性能较好的材料,浪费。 正负极压实:正负极压实过高,虽然可以提高电芯的能量密度,但是也会一定程度上降低材料的循环性能。从理论来分析,压实越大,相当于对材料的结构破坏越大,而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础;此外,正负极压实较高的电芯难以保证较高的保液量,而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。 水分:过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环,同时水分过多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分难以除去的同时,痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。可惜文武对这个方面的切身经验几乎为零,说不出太多的东西。大家有兴趣可以搜一搜论坛里面关于这个话题的资料,还是不少的。 涂布膜密度:单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言,降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或叠片层数,对应增加的隔膜可以吸收更多的电解液以保证循环。考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些,当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制,活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压造成负面影响,更多的层数意味着更多的箔材和隔膜,进而意味着更高的成本和更低的能量密度。所以,评估时也需要均衡考量。 负极过量:负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外,对循环性能的影响也是一个考量。对于钴酸锂加石墨体系而言,负极石墨成为循环过程中的“短板”一方较为常见。若负极过量不充足,电芯可能在循环前并不析锂,但是循环几百次后正极结构变化甚微但是负极结构被破坏严重而无法完全接收正极提供的锂离子从而析锂,造成容量过早下降。 电解液量:电解液量不足对循环产生影响主要有三个原因,一是注液量不足,二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分,三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕。注液量不足和保液量不足文武之前写过《电解液缺失对电芯性能的影响》因而不再赘述。对第三点,正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI的形成,而右眼可见的表现,既为循环过程中电解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。不论是对循环成百甚至上千次的电芯还是对于几十次既跳水的电芯,若循环前电解液充足而循环后电解液已

磷酸铁锂电池地放电特性及寿命

磷酸铁锂电池(以下简称锂铁电池)作为铁电池的一种,一直受到业界朋友的广泛关注(也有人说锂铁电池其实就是锂离子电池的一种)。就铁电池而言,它可以分为高铁电池和锂铁电池,今天我们以型号为STL18650的锂铁电池为例,来具体说明一下锂铁的电池的放电特性及寿命。 STL18650的锂铁电池(容量为1100mAh)在不同的放电率时其放电特性如图2所示。最小的放电率为0.5C,最大的放电率为10C,五种不同的放电率形成一组放电曲线。由图1中可看出,不管哪一种放电率,其放电过程中电压是很平坦的(即放电电压平稳,基本保持不变),只有快到终止放电电压时,曲线才向下弯曲(放电量达到800mAh以后才出现向下弯曲)。在0.5~10C的放电率范围内,输出电压大部分在2.7~3.2V范围内变化。这说明该电池有很好的放电特性。 图1 STL18650的放电特性 容量为1000mAh的STL18650在不同的温度条件下(从-20~+40℃)的放电曲线如图2所示。如果在23℃时放电容量为100%,则在0℃时的放电容量降为78%,而在-20℃时降到65%,在+40℃放电时其放电容量略大于100%。 从图3中可看出,STL18650锂铁电池可以在-20℃下工作,但输出能量要降低35%左右。 图2 STL18650在多温度条件下的放电曲线 STL18650的充放电循环寿命曲线如图4所示。其充放电循环的条件是:以1C充电率充电,以2C放电率放电,历经570次充放电循环。从图3的特性曲线可看出,在经过570次充放电循环,其放电容量未变,说明该电池有很高的寿命。

图3 STL18650的充放电循环寿命曲线 过放电到零电压试验 采用STL18650(1100mAh)的锂铁动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。 试验的结果是,零电压存放7天后电池无泄漏,性能良好,容量为100%;存放30天后,无泄漏、性能良好,容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环,容量又恢复到100%。 这试验说明该电池即使出现过放电(甚至到0V),并存放一定时间,电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。

整理的驾驶电动车安全须知

驾驶电动车安全须知 ★电动车驾驶人安全行车规范 在通过交通繁华路段时,要提前降低车速,做到“礼让三先,文明行车”。 行车时,要注意观察前方路况、行人和车辆动态,正确操纵电动车,沉着驾驶。 控制行车速度,不要开快车。因为电动车制动的稳定性、有效性均不如汽车,且开快车,既不易于发现前方路况,也不易于被对方发现,甚至还容易使驾驶人疲劳。 不要强行超车,超车前应观察四方车辆动态,打开转向灯。超车后须在不妨碍其他车辆正常行驶的情况下,在打开转向灯,靠右行驶;否则,易发生交通事故。 根据路况、天气、车辆的技术性能及驾驶员经验等确定安全的纵向车距。 不要酒后驾车,驾驶人身体状况不良好时,也不宜驾驶;否则,会因神志不清,反应迟钝,判断不准确,引起操作失误而出现事故。 平时要做好车辆的保养及维修工作。 ★电动车驾驶人安全驾车“十不开” 1、道路宽直,视线良好,不盲目加速,不开英雄车。 2、前车占道、行人横过公路要礼貌让人,不开野蛮车。 3、视线不清、路况不明,首先要减速,探明情况,不开冒险车。 4、路况良好、技术熟练,不开麻痹大意车。 5、繁华路段,交叉路口、人多车多,应礼让三先,不开抢道车。 6、城镇、厂矿、学校门前、文体活场所附近,情况复杂,须小心谨慎,不开大意车。 7、亲朋乘车、电话干扰,车外热闹,不开精神分散车。 8、身体疲劳、休息不足、精力不足,不开疲劳车。 9、车身有故障,检查排除,不开病态车。 10、事急天晚,须急躁沉着冷静,不开急躁车。 ★安全第一行车必看 1、安全来自谨慎,事故出在麻痹。 2、喇叭不是命令,刹车不是保险。 3、出车看气候;行车看风向;鸣号看反应;行人看动态。 4、司机责任重、常敲警钟,生命财产,在我手中。 5、安全行车学问深,警钟长鸣是根本。 6、车行如箭,情况万变,笑谑攀谈,祸在瞬间。 7、宁可有理让无理,不可无理对有理。 8、手撑雨伞视线差,身穿雨衣听力差,细心观察防意外,群众安全放心上。 9、马达一响,集中思想,车轮一动,想到群众。 10、转弯不忘三件事:减速、鸣号、靠右行。 11、车过铁路、交叉路口时,要一慢、二看、三通过。 12、知险不成险,险在不知险,行车一条线,情况千万变。 13、雨天驾驶九分险,把握十分方安全。 14、安全行车,礼让在先。 15、道路宽敞当作狭路开,县乡公路当作市区开,偏僻地段当作闹市开,熟路当作生路开。 16、十次肇事九次快,宁停三分不抢一秒。 17、不管事情多紧急,安全始终数第一。

锂电池循环充放电问题

东莞市钜大电子有限公司 锂电池循环充放电问题 笔者:I_know_i_ask 工具/原料 (2) 步骤/方法 (2) 循环使用理解 (2) 锂电池循环寿命测试条件及要求 (3) 国标规定的解释 (3) 循环充放电寿命减少的说法 (4) 误区 (4) 注意事项 (5) 预防措施 (5)

问题锂电池寿命问题:循环充放电一次就是少一次寿命吗?回答这个问题前,我们先来说说锂电池循环寿命的测试条件。 工具/原料 锂电池 充电器 步骤/方法 循环使用理解 循环就是使用,我们是在使用电池,关心的是使用的时间,为了衡量充电电池到底可以使用多长时间这样一个性能,就规定了循环次数的

定义。实际的用户使用千变万化,因为条件不同的试验是没有可比性的,要有比较就必须规范循环寿命的定义。 锂电池循环寿命测试条件及要求 国标规定的锂电池循环寿命测试条件及要求:在环境温度20℃±5℃的条件下,以1C充电,当电池端电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于1/20C,停止充电,搁置0.5h~1h,然后以1C电流放电至终止电压2.75V,放电结束后,搁置0.5h~1h,再进行下一个充放电循环,直至连续两次放电时间小于36min,则认为寿命终止,循环次数必须大于300次。 国标规定的解释 A.这个定义规定了循环寿命的测试是以深充深放方式进行的 B.规定了锂电池的循环寿命按照这个模式,经过≥300次循环后容量仍然有60%以上 然而,不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的,比如以上其它的条件不变,仅仅把4.2V的恒压电压改为4.1V的恒压电压对同一个型号的电池进行循环寿命测试,这样这个电池就已经不是深充方式了,最后测试得到循环寿命次数可以提高近60%。那么如果把截止电压提高到3.9V进行测试,其循环次数应该可以增加数倍。

锂离子电池工作原理及优缺点

新能源技术被公认为21世纪的高新技术。电池行业作为新能源领域的重要组成部分,已成为全球经济发展的一个新热点。当前世界电池工业发展的三个特点,一是绿色环保电池迅猛发展,包括锂离子蓄电池、氢镍电池等;二是一次电池向蓄电池转化,这符合可持续发展战略;三是电池进一步向小、轻、薄方向发展。锂离子电池是在锂电池的基础上发展起来的一种新型电池,主要由正极、负极、电解液、电极基材、隔离膜和罐材等材料组成。在商品化的可充电池中,锂离子电池的比能量最高,特别是聚合物锂离子电池,可以实现可充电池的薄形化。相对于传统的铅酸电池和镍氢、镉镍电池而言,锂离子电池比容量高、循环寿命长、安全性能好,将逐步取代镍氢、镉镍等电池。锂离子电池广泛的应用于便携式摄放一体机、CD、游戏机、手机、笔记本电脑和电动汽车等方面。本文就锂离子电池材料的工作原理及优缺点进行简单介绍。 构造及原理 锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。充电时,锂离子从正极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到负极中;放电时则相反,锂离子从负极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到正极中。以以钴酸锂为正极材料的锂离子电池为例: 充电时的电极反应: 正极:LiCoO2→Li1-x CoO2+xLi+ + xe- 负极:6C + xLi+ + xe-→Li x C6

总反应:LiCoO 2 +6C → Li 1-x CoO 2+Li x C 6 放电时:有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。 正极 锂离子电池的正极材料须具备以下主要性质: 1、 吉布斯自由能高,以提供较高的电池电压。 2、 相对分子量小,能容纳的锂的量多,以提供较大的电池容 量。 3、 具有大孔径隧道结构以利于锂离子的嵌入和脱出。 4、 极性弱,以保证良好的可逆性。 5、 热稳定性良好,以保证工作的安全。 6、 重量轻、易于制作。 可以作为正极的材料有LiCoO 2、LiNiO 2、LiMn 2O 4、LiMnO 2、LiFePO 4、LiV 3O 8、LiVO 2、LiV 2O 4、Li 6V 5O 15、LiCo 0.2Ni 0.8O 2、摘自 百度百科; 锂离子电 池

疲劳寿命预测方法

疲劳形成寿命预测方法 10船 王茹娇 080412010035 疲劳裂纹形成寿命的概念 发生疲劳破坏时的载荷循环次数,或从开始受载到发生断裂所经过的时间称 为该材料或构件的疲劳寿命。 疲劳寿命的种类很多。从疲劳损伤的发展看,疲劳寿命可分为裂纹形成和裂 纹扩展两个阶段:结构或材料从受载开始到裂纹达到某一给定的裂纹长度a0为 止的循环次数称为裂纹形成寿命。此后扩展到临界裂纹长度acr 为止的循环次数 称为裂纹扩展寿命,从疲劳寿命预测的角度看,这一给定的裂纹长度与预测所采 用的寿命性能曲线有关。此外还有三阶段和多阶段,疲劳寿命模型等。 疲劳损伤累积理论 疲劳破坏是一个累积损伤的过程。对于等幅交变应力,可用材料的S —N 曲 线来表示在不同应力水平下达到破坏所需要的循环次数。于是,对于给定的应力 水平σ,就可以利用材或零部件的S —N 曲线,确定该零件至破坏时的循环数N , 亦即可以估算出零件的寿命,但是,在仅受一个应力循环加载的情况下,才可以 直接利用S —N 曲线估算零件的寿命。如果在多个不同应力水平下循环加载就不 能直接利用S —N 曲线来估计寿命了。对于实际零部件,所承受的是一系列循环 载荷,因此还必须借助疲劳累积损伤理论。 损伤的概念是,在疲劳载荷谱作用下材料的改变(包括疲劳裂纹大小的变化, 循环应变硬化或软化以及残余应力的变化等)或材料的损坏程度。疲劳累积损伤 理论的基本假设是:在任何循环应力幅下工作都将产生疲劳损伤,疲劳损伤的严 重程度和该应力幅下工作的循环数有关,与无循环损伤的试样在该应力幅下产生 失效的总循环数有关。而且每个应力幅下产生的损伤是永存的,并且在不同应力 幅下循环工作所产生的累积总损伤等于每一应力水平下损伤之和。当累积总损伤 达到临界值就会产生疲劳失效。目前提出多种疲劳累积损伤理论,应用比较广泛 的主要有以下3种:线性损伤累积理论,修正的线性损伤累积理论和经验损伤累 积理论。 线性损伤累积理论在循环载荷作用下,疲劳损伤是可以线性地累加的,各个 应力之间相互独立和互不相干,当累加的损伤达到某一数值时,试件或构件就发 生疲劳破坏,线性损伤累积理论中典型的是Miner 理论。 根据该理论,假设在应力i σ下材料达到破坏的循环次数为i N ,设D 为最终 断裂时的临界值。根据线性损伤理论,应力i σ每作用一次对材料的损伤为i N D /, 则经过i n 次后,对材料造成的总损伤为i i N D n /。

影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素

影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素 蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分,它的优劣直接关系到整个UPS 系统的可靠程度。不管UPS设计的多么先进,功能多么齐备,一旦蓄电池失效,再好的UPS也无法提供不间断供电。千万不要因贪图便宜而选用劣质铅酸蓄电池,这样会影响整个UPS系统的可靠性,并将因此造成更大的损失。 蓄电池是整个UPS系统中平均无故障时间(MTBF)最短的部分。如果能够正确使用和维护,就能够延长其使用寿命,反之其使用寿命会大大缩短。因此,我们要了解蓄电池的基本原理和使用注意事项。 关于铅酸蓄电池 蓄电池的种类一般可分为铅酸蓄电池、铅酸免维护蓄电池及镍镉电池等,考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本等因素,UPS一般选择阀控式铅酸免维护蓄电池。它的主要特点是在充电时正极板上产生氧,通过化学反应在负极板上还原成水,使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护,因此又称为免维护铅酸蓄电池。免维护只是与普通蓄电池相比,使用过程中免去了添加纯水或蒸馏水,调整电解液液面的工作,并非免去一切维护工作。相反,为实现UPS 的不间断 供电,我们要更加细致地维护和保养好铅酸免维护蓄电池。 下面介绍一下影响蓄电池使用寿命的主要因素和使用过程中应注意的事项: ⑴环境温度对电池的影响较大。环境温度过高,会使电池过充电产生气体,环境温度过低,则会使电池充电不足,这都会影响电池的使用寿命。因此,一般要求环境温度在25℃左右, UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。实际应用时,蓄电池一般在5℃~35℃范围内进行充电,低于5℃或高于35℃都会大大降低电池的容量、缩短电池的使用寿命。 ⑵放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能,一般单节电池放电至10.5V左右时,UPS就会自动关机。但是,如果UPS 处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。 ⑶电池在存放、运输、安装过程中,会因自放电而失去部分容量。因此,在安装后投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏。以12V电池为例,若开

电动汽车充电基础设施发展指南(2015 2020)2015109

附件 电动汽车充电基础设施发展指南 (2015-2020年)

目录 一、前言 (1) 二、发展基础 (1) 三、问题挑战 (3) 四、需求预测 (5) 五、指导思想与原则 (6) (一)指导思想 (6) (二)基本原则 (6) 六、发展目标 (8) (一)总体目标 (8) (二)分区域建设目标 (11) (三)分场所建设目标 (12) 七、重点任务 (14) (一)推动充电基础设施体系建设 (14) (二)加强配套电网保障能力 (16) (三)加快标准完善与技术创新 (17) (四)探索可持续商业模式 (18) (五)开展相关示范工作 (19) 八、保障措施 (20)

一、前言 随着我国经济社会发展水平不断提高,汽车保有量持续攀升。大力发展电动汽车,能够加快燃油替代,减少汽车尾气排放,对保障能源安全、促进节能减排、防治大气污染、推动我国从汽车大国迈向汽车强国具有重要意义。 充电基础设施主要包括各类集中式充换电站和分散式充电桩,完善的充电基础设施体系是电动汽车普及的重要保障。进一步大力推进充电基础设施建设,是当前加快电动汽车推广应用的紧迫任务,也是推进能源消费革命的一项重要战略举措。 为落实国务院关于加快新能源汽车推广应用的战略部署,根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》(国发〔2012〕22号),特制定本指南,期限为2015-2020年。 二、发展基础 “十二五”以来,我国充电基础设施发展取得了突破,积累了经验,为下一步发展奠定了基础。 设施建设稳步推进。为落实国家新能源汽车示范推广应用工作有关要求,各级政府和相关企业积极开展充电基础设施建设。建设主体呈现多元化发展态势,除部分大型央企外,地方国企、民营企业、外资企业也逐步参与到充电基础设施的建设。截至2014年底,全国共建成充换电站780座,交直流充电桩3.1万个,为超过12万辆电动汽车提供充换电服

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