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
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。
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
锂电池放电放得越尽，电池的损耗就会越大 “锂电池放电放得越尽，电池的损耗就会越大，”艾克郎大学，帮助美国太空总署NASA研究延长电池寿命的电子工程教授TomHartley，说到，“给电池充电充得越满，电池的损耗也会越大。锂电池最好是处于电量的中间状态，那样的话电池寿命最长。” 1 过高和过低的电量状态对锂电池的寿命有最不利的影响,而充放电循环次数反而是次要的。其实,大多数售卖电器或电池上标识的可反复充电次数,都是以放电百分之80为基准测试得出的。实验表明,对于一些笔记本电脑的锂电池,经常让电池电压超过标准电压0.1伏特,即从4.1伏上升到4.2伏,那么电池的寿命会减半,再提高0.1伏,则寿命减为原来的3分之一;长期低电量或者无电量的状态则会使电池内部对电子移动的阻力越来越大,于是导致电池容量变小。美国宇航局NASA让其哈勃太空望远镜上电池的消耗电量设定在总容量的百分之10,以确保电池可以反复充放电10万次而不必更新。2 其次,温度对锂电池寿命也有较大的影响(手机和其他小型电子设备对此点可忽略)。冰点以下的环境有可能使锂电池在电子产品打开的瞬间烧毁,而过热的环境则会缩减电池的容量。因此,如果笔电长期使用外接电源也不将电池取下来,电池就长期处于笔记本排出的高热当中,更主要的是,电池长期处于百分之100的电量状态,很快就会报废(包括我自己的笔电电池就是这么玩完的)。3 由以上,我们可以总结出以下几点确保锂电池容量和寿命的 注意事项 :4
不需要将锂电池充到百分之100满电,更不要将电量使用殆尽。在情况允许的情况下,尽量使电池的电量维持在半满状态附近,充电与放电的幅度越小越好;5 通用ChevyVolt电动车的出厂设计就是强制将电池电量维持在20%至80%,而苹果笔电的内置电池可能也是运用了这一方法(包括其他一些笔电和电子产品),让电池的可充放电周期数增加。6 不要将锂电池(尤其是笔记本锂电池)长期在设备使用外接电源的情况下。就算您的笔记本散热良好,长期百分之100的电量就等于对锂电池的谋杀。7 如果你长期用外接电源为笔记本电脑供电,或者电池电量已经超过80%,马上取下你笔记本的电池、平时充电不需将电池充满,充至80%左右即可;调整操作系统的电源选项,将电量警报调至20%以上,平时电池电量最低不要低于20%,在下降到20%以前即要进行充电;8 手机等小型电子设备,充好电了就应立刻断开电源线(包括充电功能的USB接口),一直接着会损害电池;要经常充电,记起来就充,但不必非得把电池充满;9 无论是对笔记本还是手机等,都一定不要让电池耗尽;10 如果要外出旅行,把电池充满吧,但请记得在条件允许的情况下随时为电器充电,为了电池寿命,一定不要等到电池放干; 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。
我们常说电动车锂电池组能跑多远，是衡量一个电动车质量及价格的重要因素，关系着电动车销量及客户的观感，那么锂电池组的性能与哪些因素有关。东莞捷凯贝安新能源为你解答，锂电池组的容量是衡量锂电池性能的一项重要指标，一般用安时（AH）来表示，放电时间(小时)与放电电流(安培)的总称，即容量=放电时间×放电电流。电池的实际容量，取决于电池中活性物质的多少和活性物质的利用率。活性物质的量越多，活性物质利用率就越高，电池的容量也就越大，反之容量越小，一般锂电池的电芯质量就是由此来进行区别，影响电池容量的因素很多，常见的有以下几种: (1) 放电率对电池容量的影响 铅蓄电池容量随放电倍率的增大而降低,也就是说放电电流越大,计算出电池的容量就越小。比如一只5Ah的电池,用2.5A放电可以放2小时,即2.5×2=5 ; 那么用5A放电只能放出47分钟的电,合0.78小时。其容量仅为5×0.78=3.9安时，所以对于给定电池在不同时率下放电,会有不同的容量。我们在说容量时必须知道放电的时率或倍率，简单的讲就是用多大的电流放电。放电率对锂电池组的影响和铅蓄电池的影响是同样的，所以电动车锂电池组在相同的时间下，在相对低速的情况下，跑动的距离越远。 (2)极板的几何尺寸对电池容量的影响 在活性物质的量一定时,与电解液直接接触极板的几何面积增加,电池容量增加,所以极板的几何尺寸,对电池容量的影响不可忽视。 (3) 温度对电池容量的影响
温度对锂电池组及铅酸蓄电池的都有较大的影响，一般对铅酸电池的影响更大,一般随着温度降底,容量下降； 在锂电池生产标准中,一般要规定一个温度为额定标准温度,锂电池的技术参数，都是在标准温度下进行测试的(一般为25摄氏度) ，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即锂聚合物电池输出功率会上升。温度也影响电解液的传送速度，温度上升则加快，温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影响。 (3)终止电压对电池容量的影响 当电池放电至某一个电压值以后,产生电压急剧下降,实际上所获得的能量非常小,如果长期深放电,对电池的损害相当大，所以必须在某一电压值终止放电，该截止放电电压叫放电终止电压，设定放电终止电压,对延长锂电池组使用寿命意义重大。
锂纽扣电池可靠性预测和应用寿命估算 工业设备尤其是便携式设备均离不开嵌入的锂纽扣电池--系统的“源动力”。据此，锂纽扣电池的制造厂商及产品又是层出无穷、品种繁多，从而导致使许多最终用户在对其锂纽扣电池的使用寿命和选用上不是茫茫然就是束手无策。为此，如何解决这致关系统可靠安全的重要问题及如何寻找出新方案、新产品等新途径就成为其重中之重。目前国际上有不少著名制造厂商, 能提供有备用锂纽扣电池的非易失存储器(NVM—Non volatile MEMORY)或实时时钟（RTC）的应用产品，以确保当系统(微控制器、嵌入式等系统)掉电时保存数据或信息。这些产品的典型规格是在没有系统电源的条件下提供10年的使用寿命。因为最终应用是不确定的，所以对使用寿命的预测还是比较保守的。最终用户针对锂纽扣电池的具体应用, 应评估（电池结构／特征、电池测试／筛选、容量等）或预期出使用寿命，特别是对那些工作环境超出了典型范围或所需应用时间超过10年的用户来说。必须了解这电池可靠性模型，这将有助于用户单独选购电池控制器, 从而又将电池控制器与电池组装在一起构成性能价格比较高的锂纽扣电池，也就解决了不必购买包含电池控制器和电池在内的高成本模块问题。本文论述了备用锂纽扣电池应用寿命估算及寿命对IC集成电路（指SRAM--静态随机存取存储器或RTC）影响的有关问题。这儿指IC均属于是由系统电源供电或锂备用电池供电。为此，首先要说明为何选用备用电池?为何选用备用电池众所周知,系统断电时，有多种保存数据的方案，当对读写速度或周期数要求比较严格时，有备用电池的SRAM是一种较为可靠的替代方案。闪存或EEPROM同样提供NV(非易失)数据存储，但在简易性和速度指标上存在不足。而有备用电池的SRAM,其主要缺陷是电池是一个消耗品，产品选择必须慎重考虑电池容量并确定其产品最终的使用寿命。对于没有系统电源供电同时要保持信息或计时功能，并需要提供一定的电能才能维持晶振工作，则用电池提供电流是非常适合的.IC集成电路所需电流如果IC(SRAM或RTC)将由电池供电，则需要在IC工作时的电流、使用寿命与电池容量之间加以匹配。购买电池和IC时，其数据手册将提供与IC负载相对应的有关估算电池寿命的信息，如果购买集IC和电池于一体的模块，则最终用户应依靠模块厂商对模块产品的适当筛选来保证系统使用寿命的要求。半导体制造厂商为其所有电池供电产品制订了测试条件，以保证在电池容量的允许范围内为最终器件提供10年的使用时间。而Dallas Semiconductor公司对这种应用的IC进行优化设计并利用先进的处理工艺满足低电流的需求。对于其它供货商提供的高密度SRAM需作特殊的筛选才能满足模块使用寿命的要求。图1来自于由锂纽扣电池供货商-松下公司提供的电池容量报告，图中四条线代表最常用的电池尺寸(BRl225、BRl632、BR2330和BR3032)。电池供应商提供的额定电池容量(单位为mAH-毫安时)与电池尺寸相对应。电池结构／特征在其需要有备用电池的模块内选用一次性锂钮扣电池,这些电池的额定电压为3V,对系统典型工作电压为2.7V来说，则该锂钮扣电池作为备用电源非常合适。电池电压在放电状态下保持稳定平坦(见图2所示)，电池放电接近终止时仍能提供与新电池几乎相同的电压。平坦的放电曲线对于备用电池而言是极为理想的特性，但它为估算电池的剩余电量增添了难度。一次性锂钮扣电池具有较好的可预测性，它的开路电压或内部阻抗等关键参数的离散性极小，极小的离散性使电池厂商筛选电池时很容易设置电池检测的条件，从而便于剔除有缺陷的电池，同时也有助于电池用户鉴别有故障的IC /电池系统。例如，电池电压离散性或电压与电池负载的对应关系是已知的，则电池加载后的电池电压可用以指示其电池的负载情况。如果电池负载与IC所需要的电流一致，则负载电压的离散性极小。根据从外部测得的负载电压可以检测异常IC或电池，从而排除潜在的可靠性风险。电池测试／筛选电池制造商经过100%的测试使产品性能极其一致，但是，任何用户为其系统选用电池时还需对电池作进一步测试，以确保最终产品选用工作正常的电池。经过适当的筛选可以检测出三种类型的缺陷:首先是那些被电池制造商的测试系统所遗漏的电池，这类电池最易检测;第二类缺陷是低水平的内部泄漏，这些电池可能经过一段时间后才能显现出它的内部故障，对于这类电池的检测不仅要了解其合适的测试电平，还要预先了解其测试结果的离散性;第三类缺陷是电池用户在处理或系统制造过程中产生的,由于电池容量是有限的,如果有意想不
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。
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
影响使用寿命的主要因素和注意事项 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，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80％以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电。若开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20％，电池不堪使用。 ⑷电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。例如，100AH的电池，C＝100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.05C～3C之间,UPS在正常使用中都能满足此要求，但也要防止意外情况的发生，如电池短路等。 ⑸充电电压。由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命， UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，电池充满后即转为浮充状态，每节浮充电压设置为13.6V 左右。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常可能是由电池配置错误引起，或因充电器故障造成。因此，在安装电池时，一定要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣质充电器，而且安装时要考虑散热问题。目前，为进一步提高电池寿命，先进的UPS都采用一种ABM(Advanced Battery Management)三阶段智能化电池管理方案，即充电分成初始化充电、浮充电和休息三个阶段：第一阶段是恒流均衡充电，将电池容量充到90％；第二阶段是浮充充电，将电池容量充到100％，然后停止充电；第三阶段是自然放电，在这个阶段里，电池利用自身的漏电流放电，一直到规定的电压下限，然后再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后，仍使电池处于一天24h的浮充状态，因此延长了电池的寿命。 ⑹免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会产生任何气体，但是如果用户使用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大,将电池上的压力阀顶开，严重的会使电池爆裂。
浅析蓄电池的三大寿命 21世纪以来，随着信息技术、新能源技术的不断发展，这些技术所衍生的产品对电池的需求也日益突出，电池技术在这个过程中也发生了量与质的转变。但随着大众对产品体验的无止境的追求，继而衍生了对电池续航能力和使用寿命的高要求。 接下来，让我们一起走进电池使用寿命的世界。 要评价电池的使用寿命，我想可以从电池的三大寿命去着手，他们分别是标准循环寿命（cycle life），工况循环寿命（Working condition life），和日历寿命（Calendar life）。 电池标准循环寿命是指在一定的充放电制度（比如放电电流，放电环境温度，放电截止电压等）下，电池容量衰减到某一规定值（通常而言是额定容量的80%）之前，电池能经受的充电与放电循环次数。一个循环指一次满充+一次满放。 针对不同类型和用途的电池，其充放电制度也是不同的，例如：用于常见便携式电子产品的锂电池的充放电倍率为0.2C；用于无人机的锂电池的充电倍率为0.5C，放电倍率为3C（依据广东省无人机地方标准DB44/T 1885/2016）；用于电动汽车的锂电池的充放电倍率则均为1C。根据目前国际国内的实际情况，常见便携式电子产品的锂电池和无人机用锂电池的循环寿命为300—500次，而电动汽车用的锂电池的循环寿命为500—1000次。这也是为什么国内外一些标准通常限定便携式电子产品和无人机用的锂电池的循环寿命不能低于300次，电动汽车用的锂电池的循环寿命则要求不能低于500次。
我司测试的某款动力电池循环寿命图谱 我司测试的某款无人机锂电池的循环寿命图谱 工况循环寿命则多用于电动汽车用的动力电池，其主要考核的是电池按照工况图谱来测试动力电池的使用寿命。这主要是因为汽车在行驶过程中的状况会复杂很多，不同的地形，不同的交通状况等都会影响电池的工作情形。 例如，动力电池国标GB/T 31484就严格规定了动力电池的工况循环寿命要求。以纯电动商用车能量型蓄电池为例：
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。
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
锂电池的寿命 锂离子电池只能充放电500次？ 相信绝大部分消费者都听说过，锂电池的寿命是“500次”，500次充放电，超过这个次数，电池就“寿终正寝”了，许多朋友为了能够延长电池的寿命，每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电，这样对电池的寿命真的有延长作用吗？答案是否定的。锂电池的寿命是“500次”，指的不是充电的次数，而是一个充放电的周期。 一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空，再由空充到满的过程，这并不等同于充一次电。比如说，一块锂电在第一天只用了一半的电量，然后又为它充满电。如果第二天还如此，即用一半就充，总共两次充电下来，这只能算作一个充电周期，而不是两个。因此，通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期，电池容量就会减少一点。不过，这个电量减少幅度非常小，高品质的电池充过多次周期后，仍然会保留原始容量的80%，很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然，锂电寿命到了最终后仍是需要更换的。 而所谓500次，是指厂商在恒定的放电深度（如80%）实现了625次左右的可充次数，达到了500个充电周期。 （80%*625=500）（忽略锂电池容量减少等因素） 而由于实际生活的各种影响，特别是充电时的放电深度不是恒定的，所以"500个充电周期"只能作为参考电池寿命。
寿命及影响因素 锂电池一般能够充放300－500次。最好对锂电池进行部分放电，而不是完全放电，并且要尽量避免经常的完全放电。一旦电池下了生产线，时钟就开始走动。不管你是否使用，锂电池的使用寿命都只在最初的几年。电池容量的下降是由于氧化引起的内部电阻增加（这是导致电池容量下降的主要原因）。最后，电解槽电阻会达到某个点，尽管这时电池充满电，但电池不能释放已储存的电量。 锂电池的老化速度是由温度和充电状态而决定的。下表说明了两种参数下电池容量的降低。 温度充电40% 充电100% 0°C 一年后容量98% 一年后容量94% 25°C 一年后容量96% 一年后容量80% 40°C 一年后容量85% 一年后容量65% 60°C 一年后容量75% 三个月后容量60% 由图可见，高充电状态和增加的温度加快了电池容量的下降。 如果可能的话，尽量将电池充到40%放置于阴凉地方。这样可以在长时间的保存期内使电池自身的保护电路运作。如果充满电后将电池置于高温下，这样会对电池造成极大的损害。（因此当我们使用固定电源的时候，此时电池处于满充状态，温度一般是在25－30°C之间，这样就会损害电池，引起其容量下降）。
市场上UPS电源的类型有很多，除了我们常见的山特、维谛、华为等知名品牌之外还有众多的中小UPS 电源厂家，那么影响UPS电源蓄电池寿命的因素及如何进行UPS电源维修检测哪，小编带您走进这个问题。 UPS电源蓄电池有哪些分类 在UPS电源应用中常用的UPS电源电池共有三种：包括开放型液体铅酸电池，免维护电池，镍铬电池，影响电池寿命的因素，不同种类UPS电源电池也有各自的优点和缺点。现UPS电源厂家所配的电池一般为免维护电池，下面以免维护蓄电池为主介绍三种电池的特点： 1、开放型液体铅酸电池 此类电池按结构可分为8-10年，15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。由于蒸发的原因，开放电池需定期测量比重，加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。此电池充电后不能运输，因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V，初充电电压为2.6-2.7v。 2、镍铬电池 此类电池不同于铅酸电池，电解时产生氢和氧而不产生腐蚀性气体，因而可安装在电子设备的旁边。且水的消耗很少，一般不需维护。正常寿命为20-25年。远比前面提到的电池昂贵。初始安装的费用约为铅酸电池的三倍。并不会因环境温度高而影响电池寿命，也不会因环境温度低而影响电池容量。一般每节电压为1.2V，UPS因应用此类电池需设计较高的充电器电压。 3、免维护蓄电池 免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护;另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。 由于免维护蓄电池采用铅钙合金栅架，充电时产生的水分解量少，水份蒸发量低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头、电线腐蚀少，抗过充电能力强，起动电流大，电量储存时间长等优点。 UPS蓄电池寿命受什么因素影响? 1、温度影响 温度对UPS电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度，电池寿命就下降10%，所以UPS的设计应让电池保持尽可能的温度。 2、充电影响
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