蓄电池寿命的理论分析

第26卷　第7期2006年7月北京理工大学学报T ransactions of Beijing Institute of T echnolog y Vol .26　No .7Jul .2006 文章编号:1001-0645(2006)07-0577-04不一致性对动力电池组使用寿命影响的分析王震坡,　孙逢春,　林程(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京　100081)摘　要:以明确电池不一致性对动力电池组使用寿命的影响为目标,分析了在制造和使用过程中动力电池不一致性的形成原因.在电池使用寿命试验数据分析的基础上,提出并建立了动力电池组不一致性对使用寿命影响的数学模型,定义了不一致性影响下的电池容量损伤系数.通过理论分析和示范运行证明了提高一致性及电池成组技术研究的重要性.在电池成组技术、使用维护方面提出了延长电池组使用寿命的动力电池维护措施.关键词:电动汽车;动力电池;不一致性;使用寿命中图分类号:U 469.72;U 463.63 文献标识码:AAn Analysis on the Influence of Inconsistencies Uponthe Service Life of Power Battery PacksWANG Zhen -po ,　SUN Feng -chun ,　LIN Chen(School of M echanical and Vehicular Eng ineering ,Beijing I nstitute of Technology ,Beijing 100081,China )A bstract :To ex press the influence upon the service life of battery packs coming from cell inconsistency ,the sources leading to cell inconsistency are analy zed ,i .e .those coming from the manufacture and application of the battery .Based on the data of battery service life tests ,a mathematical model of the battery pack under the influences on c ell inconsistency is established .At the same time a loss coefficient in battery capacity is defined .Throug h theoretical analy sis and vehicular operation the im portance of improving cell consistency and refinements in packing technology are verified .M aintenance safeguards during the application and maintenance of battery packs are put forw ard so as to prolong the service life .Key words :electric vehicle ;pow er battery ;inconsistency ;service life 收稿日期:20051124基金项目:北京市科技计划项目(D0305002040211)作者简介:王震坡(1976-),男,博士,讲师,E -mail :wangzhenpo @bit .edu .cn . 在现有的动力电池技术水平下,电动汽车必须使用多块电池构成的电池组来满足使用要求.由于同一类型、同一规格、同一型号电池间在电压、内阻、容量等方面的参数值存在差别,即电池性能存在不一致性,使动力电池组在电动汽车上使用时,性能指标往往达不到单电池原有水平,使用寿命缩短数倍甚至十几倍,严重影响其在电动汽车上的应用.因此,不一致性对动力电池组使用寿命影响的研究将有助于动力电池在使用中发挥最大效能,提高电动汽车的行驶性能[1-2].此方面的研究在国内外相关文献中均为定性分析,没有建立数学模型[3-4].作者在试验基础上提出了不一致性对动力电池组使用寿命影响的数学分析模型,并通过试验得到了验证.1　电池不一致性形成原因分析蓄电池不一致性的产生有两方面原因:①在制造过程中,由于工艺问题和材质的不均匀,使电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在微小差别,这种电池内部结构和材质上的不完全一致性,就会使同一批次出厂的同一型号电池的容量、内阻等参数值不可能完全一致;②在装车使用时,由于电池组中各个电池的温度、通风条件、自放电程度、电解液密度等差别的影响,在一定程度上增加了电池电压、内阻及容量等参数的不一致性[5-6].由蓄电池不一致性形成的原因,可知蓄电池之间的一致性是相对的,不一致性是绝对的.区别于传统的蓄电池应用领域,蓄电池在电动汽车上作为移动性的电力能源,长期在振动环境下,随车辆实时功率需求放电工作,并且电池组必须耐受电动汽车长期大电流,深放电的使用要求.因此蓄电池在电动汽车上的应用环境恶劣,不一致性表现程度以及对电池组使用寿命的影响明显.2　不一致性与动力电池组使用寿命关系数学模型 二次电池使用寿命定义为:一定的充放电率下电池容量衰减为额定容量某个百分比时充放电循环次数[7].据此定义,参考实际电池使用寿命测试数据和曲线(见图1),假设电池每次充放电容量衰减为定常线性函数,经n次循环后,电池容量可表达为C n=1-nPNC0.(1)式中:C n为经过n次循环后电池的实际容量;N为电池使用寿命;P为电池到达使用寿命后容量衰减百分比;C0为电池初始容量.图1　两种动力电池单体使用寿命测试曲线Fig.1　Curves show ing the service l ife of2kinds of pow er packs 由于不一致性在电池组各电池间绝对存在,在电池组使用中部分单电池由于相对容量小、内阻大,在正常充放电情况下,充放电深度相对较大,并且容易出现过充和过放现象.由于此部分单体电池的影响,导致电池组的实际容量受到影响,加速了容量衰减.因此定义电池组的容量衰减系数,即第i次使用时,受损伤电池容量可以表示为C i=f i-1(ΔC i-1)C i-1.(0≤f i-1(ΔC i-1)≤1)(2)式中:C i为循环使用到第i次时电池的容量值;ΔC i-1为第i-1次相对于第i-2次使用后的容量差;f i-1(ΔC i-1)为第i次使用时电池过充、过放容量损伤系数,是ΔC i-1的函数.由式(2)可以推论得到C i=f i-1(C i-1-C i-2)f i-2(C i-2-C i-3)×…×f i(C1-C0)C0.(3)令f(ΔC)=max{f i-1(C i-1-C i-2),f i-2(C i-2-C i-3),…,f1(C1-C0)},则在不一致性影响下电池组第i次使用时,理想的电池组容量为C i=f i(ΔC)C0.(4)综合考虑电池第n次使用理论容量公式和不一致性影响下电池容量衰减公式,可得电池第n次使用后实际容量表达式:C(n)=f n(ΔC)1-nPN C0.(5)因为电池组各电池间不一致性的存在是绝对的,所以容量衰减系数的存在也是绝对的.从式(5)可知,电池组的使用寿命永远小于寿命最短的单电池的使用寿命.提高电池组的使用寿命应从提高电池一致性和容量衰减系数的角度考虑,研究电池成组运用技术,使电池组使用寿命逐步趋于单电池的使用寿命.3　容量衰减系数的影响因素①电池组使用工况.主要包含电池组的充电578北京理工大学学报 第26卷方式、放电功率和放电深度.过充电、过放电都将严重影响电池组的使用寿命;长期在深放电工况下使用的电池组比浅放电工况的电池寿命短;充放电功率超出最佳充放电电流也会影响电池组使用寿命.因此纯电动汽车长期大电流、深放电的工作特性决定电池组的容量衰减系数较大.②电池组的连接方式.不同的连接方式将导致电池组的连接内阻、组间电池容量自消耗不同.电池单体先并联可有效促进并联单体电池间的容量自均衡,并保证电池组连接的可靠性[8].因此这种连接方式的电池组,容量衰减系数小于先串联后并联连接方式的.③电池组的使用环境.主要包括环境温度、振动特性等.高于或低于电池最佳工作温度都将对其使用寿命产生不利的影响.由于电池在车辆上的布置位置不同,通风和散热环境存在差别,电池工作在不同的温度环境内,将扩大电池间的不一致性,从而影响电池组的使用寿命.车辆行驶时产生的振动将对电池连接、极板固定、电解液流动产生直接的影响,从而影响电池的使用寿命.④电池组中单体电池数量.由于电动汽车类型和使用条件限制,对电池组功率、电压等级和额定容量的要求存在差别,电池组单体数量存在很大的差异.即使参数要求相似,由于电池类型不同,所需的电池数量也存在较大的差别.总体看来,单体数量越多,电池一致性差别越大,在使用中不一致性扩散越快,电池组容量衰减也越快.4　电池组使用寿命实例分析根据不一致性对电池组使用寿命影响的数学模型及容量衰减系数的影响因素分析可知,容量衰减系数是随电池使用工况、环境等因素变化而变化的参数.在下述计算中假定容量衰减系数为定值,并且f (ΔC )=0.999.根据公式(5),此电池第n 次循环实际容量可以表示为C n =0.999n1-nPN C 0.(6)以此为基础,根据国内外相关标准,按电池的实际容量衰减到80%额定容量(0.8C 0)时为寿命终止[9].分别计算正常放电深度(DOD )为80%,单电池循环寿命为300次、600次和1200次时成组使用的动力电池组使用寿命.计算结果如表1.由计算结果可见,电池组使用寿命明显低于单电池使用寿命,单电池使用寿命与电池组使用寿命的提高不成正比增加,单电池使用寿命提高1倍,电池组使用寿命仅提高几十次.表1　单电池不同使用寿命情况下动力电池组理论使用寿命Tab .1　Theoretical service life of the battery pack underdifferent cell service life序号单电池使用寿命/次电池组使用寿命/次1300132260016731200191 在上述计算中损伤系数f i -1(ΔC i -1)取为定常系数,并取最大值.而实际上f i -1(ΔC i -1)也是一个急剧衰减的时变函数,根据前述不一致性扩大原因分析及电动汽车实际行驶试验,电池不一致性将导致电池组内其它单体发生多米诺骨牌效应式的连锁反应.因此,若不对电池组进行及时维护,其实际使用寿命将缩短为单电池寿命的几分之一甚至十几分之一.上述计算结果在北京市公交示范线示范运行的电动汽车上得到了验证.经厂家及权威检测部门检测,单电池寿命400次以上的铅酸电池和1000次以上的锂离子电池在充放电使用约100次和150次后容量出现了严重衰减.抽检的部分单电池容量已低于电池额定容量的80%.在相关文献中也有类似的结论[10-11].单纯提高单电池使用寿命对电池组使用寿命的提高非常有限,必须提高电池成组运用技术,改善电池组工作环境和使用工况,增加电池在使用中的维护和保养才能有效提高电池组的使用寿命.5　提高电池一致性的措施从以上分析可知,即使在单电池技术取得重大突破、性能显著提高的前提下,提高电动汽车性能,特别是增加续驶里程和提高电池组使用寿命的关键就是提高动力电池的成组运用技术,尽可能提高和保证动力电池的一致性.根据动力电池应用经验和试验研究,从电池使用和成组筛选等方面可以采用8项措施,避免电池不一致性扩大,保证电池组寿命逐步趋于单电池的使用寿命.①提高电池制造工艺水平,保证电池出厂质量,579第7期 王震坡等:不一致性对动力电池组使用寿命影响的分析尤其是初始电压的一致性.同一批次电池出厂前,以电压、内阻及电池化成数据为标准进行参数相关性分析,筛选相关性良好的电池,以此来保证同批电池性能尽可能一致.②在动力电池成组时,务必保证电池组采用同一类型、同一规格、同一型号的电池组成.③在电池组使用过程中检测单电池参数,尤其是动、静态情况下(电动汽车停驶或行驶过程中)电压分布情况,掌握电池组中单电池不一致性发展规律,对极端参数电池进行及时调整或更换,以保证电池组参数不一致性不随使用时间而增大.④对测量中容量偏低的电池,进行单独维护性充电,使其性能恢复.⑤间隔一定时间对电池组进行小电流维护性充电,促进电池组自身的均恒和性能恢复.⑥避免电池过充电,尽量防止电池深放电.⑦保证电池组良好的使用环境,尽量保证恒温,减小振动,避免水、尘土等污染电池极柱.⑧研制开发实用性电池组能量管理和均衡系统,对电池组充放电进行智能管理.参考文献:[1]王震坡,孙逢春,张承宁.电动汽车动力蓄电池组不一致性统计分析[J].电源技术,2003,27(5):438-441.Wang Zhenpo,Sun Fengchun,Z hang Cheng ning.Studyon inconsistency of electric vehicle battery pack[J].Chi-nese Journal of Pow er Sources,2003,27(5):438-441.(in Chinese)[2]陈清泉,孙逢春,祝嘉光.现代电动汽车技术[M].北京:北京理工大学出版社,2002.Chen Qingquan,Sun Feng chun,Z hu Jiaguang.M oder nelectric vehicle technology[M].Beijing:Beijing Instituteof T echnolo gy P ress,2002.(in Chinese)[3]Chan C C,Chau K T.M odern electric vehicle technolo gy[M].O xford,England:Ox fo rd 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铅炭储能电池优劣势分析铅炭电池是一种电容型铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进而来，它在负极中加入了炭材料，减少铅用量的同时延长了电池寿命，使电池性能得到综合提升。

铅炭储能电池优势：1.安全性高。

相较锂电池而言，铅炭电池使用稀硫酸水溶液作为电解液，不会发生热失控、自燃爆炸情况，安全性能更高，因此可用于受限制的特殊环境如人群密集场所或高价值设备机房。

2.经济性好。

目前，铅炭电池建造成本在0.35-1元/Wh左右，锂离子电池为0.8-2元/Wh,铅炭电池经济性优势明显。

同时随着铅炭电池的技术不断成熟，电芯成本的不断降低，经济性优势预计不断增强。

铅炭储能电站用地面积更小，目前建设IGW的铅炭储能大概只需要30亩，同等规模的锂电储能电站大概要50亩。

3.铅原料价格稳定。

铅炭电池价格很大程度是由铅价格来决定的，铅资源已拥有成熟的定价机制及交易体系，铅价波动非常小，定价相对稳定，企业原材料采购成本比较稳定，对产业发展有着正向、积极的影响，利于企业根据市场情况扩大产能。

4.产业链成熟、回收率高。

铅炭电池生产链条与铅蓄电池高度重合，技术上比较成熟，上游材料供应稳定，价格透明，因此铅炭电池的成本稳定、可控。

铅蓄电池循环再利用技术已经非常成熟，回收价值高，回收率高，是最容易实现回收和再生利用的电池。

铅炭储能电池劣势：1.储能密度较低。

铅炭电池储能密度为30至60Wh∕kg,小于锂电池120至200Wh∕kg的储能水平。

2、循环寿命偏短。

铅炭蓄电池循环寿命较短，理论循环次数为锂离子电池1/2左右。

3.产业链存在铅污染风险。

铅是铅炭电池的主要原材料，铅为重金属，产业链（包括原生铅冶炼、电池制造、电池回收、再生铅冶炼）存在较高的铅污染风险，管理不善会对环境造成污染和对人体健康产生危害。

蓄电池及铅酸蓄电池蓄电池理论上任何两种具差异性的导电体与电解质均可以组成简单的电池铅酸蓄电池以二氧化铅为活性材料组成的正极与以海绵状铅为活性组成的负极插入稀硫酸电解液中，形成的标称电压为2V的蓄电池铅酸蓄电池作用发动机起动时，向发动机、点火系统、电子燃油喷射和其他电子设备供电当发动机没有运转或处于低速或怠速时，蓄电池可向整车用电设备供电当电气设备用电量进过整车充电系统的输出时，蓄电池可以在有限的时间内供电蓄电池可以稳定整车电气系统的电压铅酸蓄电池工作原理汽车起动及电器一般要求12V的工作电压汽车用蓄电池由6单格串联形成称电压为12V的电池24V电压可以串联2只12V蓄电池获得铅酸蓄电池工作化学原理放电当蓄电池向汽车用电器供电时，它处于放电过程化学能转化为电能充电当汽车发电机向蓄电池供电时，蓄电池处于充电过程电能转化为化学能铅酸蓄电池基本结构1端柱套6顶盖2汇流排7防爆片3电池极板（正/负极）8中间盖4外壳9极群组5密度计/电眼（选装）汽车用铅酸蓄电池的主要技术衡量指标低温起动性能寿命汽车用铅顶到蓄电池的主要技术衡量指标容量C5=0.8*C20近似对应关系RC=0.83*C201.17其它指标汽车用铅酸蓄电池的技术演变传统加水蓄电池结构特点铸造铅锑合金板栅，有加水口优劣势自放电快，易失水有酸液喷可能更多熔化的铅与空气接触制造了超过必要水平的铅排放一般免维护蓄电池结构特点铸造或铸造铅钙合金板栅，无加水口优劣势拉网或铸造设计无论金属拉得多么均匀，最终产品总是存在，而导致板栅的不一致，从而影响了产品性能的稳定性PowerFrame结构特点高速冲压锻造优劣势保留了铅自身的结构完整性——通过滚筒四次压制——增强了板栅优良的面朝久性全程电脑化的工艺降低了可变性，提高了产品的一惯性板栅少使用20%的能源，使流程更环保汽车用铅酸蓄电池产品命名规则铅酸蓄电池产品命名标准由于产地的不同，铅酸蓄电池的产品命名遵循着不同的标准。

第4章蓄电池及其充放电模式蓄电池是太阳能光伏发电系统主要储能设备。

本章主要介绍蓄电池的基本概念、运行模式、工作原理和充放电控制。

4.1 蓄电池的基本概念与特性蓄电池的功能是储存太阳能电池方阵受光照时发出电能并可随之向负载供电。

太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求：①自放电率低；②使用寿命长；③深放电能力强；④充电效率髙；⑤少维护或免维护；⑥工作温度范围宽；⑦价格低廉。

目前我国与光伏发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池，特别是阀控式密封铅酸蓄电池，因此，本章主要以铅酸蓄电池为研究对象。

4.1.1蓄电池的基本概念蓄电池的主要功能是当日照量减少或者夜间不发电时补充负荷要求的功率。

一般系统当太阳能发电功率急剧下降时，蓄电池起缓冲作用，保证电压的稳定。

蓄电池属于电化学电池，它把化学中的氧化还原所释放出来的能量直接转变为直流电能，因此，它是一种储藏电能的装置。

蓄电池的结构图如图4.1所示；图4.2为蓄电池内部结构组成图。

下面对蓄电池内部的结构做一个详细的说明：正极活性物质：蓄电池正极中的填充物质，蓄电池放电时得到电子，发生还原反应。

负极活性物质：蓄电池负极中的填充物质，蓄电池放电时放出电子，发生氧化反应。

电解质：为蓄电池内部离子提供导电的一种介质。

隔膜：一般为绝缘性比较好的材料，为了防止正负极活性物质直接接触导致短路而增加的隔片。

外壳：为蓄电池的容器，能耐电解液的腐蚀，耐髙温，能抗一定的机械强度。

放电：蓄电池内部发生自发反应，向外部用电设备输送电流的过程。

充电：外部向蓄电池内输入电能，形成与放电电流方向相反的电流，使蓄电池内部发生与放电反应相反的反应，此过程称为充电。

充电后，两个电极分别有平衡电势为和φ+和φ-。

4.1.2 蓄电池的主要参数了解蓄电池主要参数的物理意义是光伏发电系统中有效使用蓄电池的前提之一。

蓄电池的主要参数归纳如下：1. 蓄电池的电动势电动势体现了电源把其他形式的能量转换成电能的本领，电动势使电源两端产生电压。

以年辐射总量和斜面修正系数为依据分析光伏发电系统组件容量和蓄电池容量案例说明这也是一个常用的简单计算公式，常用于独立太阳熊光伏发电系统的快速设计与计算， 也可以用于对其他计算方法的验算。

其主要参照的太阳能辐射参数是当地年辐射总量和斜面 修正系数。

首先根据各用电器的额定功率和每日平均工作的小时数，计算出总用电量： ∑⨯=日平均工作时间用电器功率）负载总用电量（h W水平面平均辐射量斜面修正系数负载用电量安全系数系数⨯⨯⨯=5618P 为方便计算，系数5618是将充放电效率系数、电池组件衰降系数等因素，经过单位换算及简化处理后，得出的系数。

安全系数是根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等因素确定。

一般在1.1～1.3之间选取。

水平面年平均辐射量的单位是kj/m 2·d 。

方阵组件串并联数的计算与其他计算方法相同，在此就不重复叙述了。

下面介绍蓄电池容量的计算方法。

蓄电池容量的计算与当地连续阴雨天数关系很大，一般遇到的连续阴雨天为3～5天，恶劣的可能达到7天以上。

这个期间的平均日照量只能达到正常日照天气的15%左右，即缺少85%的日照量所能储存的电能。

照此计算无日照系数为7天×85% =5.95天，也就是说实实在在的阴雨天数也有6天。

在其他公式里，一般都是按照当地最大连续阴雨天数计算蓄电池容量，对系统的正常运行考虑的多，对蓄电池的运行寿命考虑的少。

如果考虑延长蓄电池的使用寿命，那么按实际连续阴雨天数来设计蓄电池容量就有问题。

因为蓄电池的放电深度越浅其寿命越长，根据蓄电池放电深度与寿命的关系曲线可以看出，放电深度100%与30%的蓄电池寿命将相差6倍。

蓄电池容量大则放电深度浅，寿命将延长。

假设以20天无日照来设计蓄电池容量，理论上讲，蓄电池的寿命可以达到10年甚至更长。

但在实际设计中，又不得不综合考虑初期投资和后期追加维护费用的关系，因此，综合考虑两方面情况，得出一个计算蓄电池容量的简单实用的经验公式：系统工作电压负载总功耗）（蓄电池容量)(10A Wh h C ⨯= 公式中的10是无日照系数，该公式对于连续阴雨天数超不过5天的地区都是适用的。

光伏发电工程后评价的思考张亚彬【摘要】当前工程项目评价技术方法日趋完善,为光伏发电工程项目开展后评价提供了理论指导方法.如何更好地将项目后评价理论应用到光伏发电工程项目中至关重要.本文介绍了项目后评价的目的和作用、基本方法等,列出以往光伏发电项目出现的问题,举例说明工程后评价的意义,指出了进一步开展光伏发电项目后评价需建立评价指标体系,掌握相关技术、经济评价理论方法尤为重要.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2012(000)024【总页数】5页(P17-21)【关键词】项目后评价;光伏发电;后评价指标体系【作者】张亚彬【作者单位】中国科学院电工研究所【正文语种】中文一引言我国以往实施的离网光伏发电项目，由于对光伏工程的质量缺乏系统有效的后评价，致使一些光伏电站在使用几年后就出现故障甚至废弃，不仅造成资金的严重浪费，而且对光伏应用的发展造成负面影响。

经验和教训表明，科学有效的全方位后评价指标体系是保证光伏发电项目投资者利益和可持续性不可或缺的手段。

近两年来，在国家政策的激励和推动下，太阳能光伏发电在我国发展迅速。

随着技术进步和产业发展，光伏发电成本有了明显下降，2011年我国光伏发电累计安装量已经达到3.5GWp。

由于以往的项目中出现光伏发电设备产品质量不稳定、光伏电站选址不规范、工程设计不合理、项目施工不按标准执行、项目管理混乱等问题，使得光伏发电项目在运行2～3年后出现产品质量问题，影响了工程系统的正常运行。

所以适时作出后评价的制度安排并组织开展光伏发电工程项目后评价尤为重要。

二项目后评价的目的和作用与其他发电技术相比，太阳能光伏发电是一种具有可持续发展理想特征的新型发电技术，是今后人类生存首选的供电电源之一。

尽管如此，作为供电电源，光伏发电系统也存在着与普通发电系统相同的供电安全(如交流输出对人身的安全和雷击对设备的安全等)、寿命周期(如光电池寿命是20年以上，蓄电池5～7年，电气设备8～10年等)、管理维护(如严格的管理制度及高素质管理人员)、技术经济性(如科学的可行性分析和运行后的经济效益)等问题。

锂离子电池的健康状态估计研究现状分析李佳【摘要】随着大型储能设备的发展与应用,特别是电动汽车,为保证电池拥有良好的工作性能,对电池进行有效健康状态估计(S O H)是完善和提高电池管理系统必不可少的.因此,针对锂离子电池健康状态估计,从影响因素、电池模型,以及估计方法进行总结,阐明发展方向.【期刊名称】《蓄电池》【年(卷),期】2017(054)005【总页数】5页(P232-236)【关键词】电动汽车;健康状态;电池;管理系统;估计;模型【作者】李佳【作者单位】重庆交通大学机电与车辆工程学院,重庆 400074【正文语种】中文【中图分类】TM912.9电池的使用性能会随其使用程度的加深出现不同的损伤，以致失效，同时电池组的健康与否关系到电动汽车的动力性能，因此实时监测电池的 SOH 对电池工作在高效状态下非常关键。

通过实时监测电池的 SOH，可及时纠正电池的荷电状态（SOC），使电池组 SOC 估计越发接近真实情况；可为电池自身的检测与诊断提供依据，及时了解各单体电池的健康状态，及时更换老化的单体电池，提高电池组的整体寿命。

本文中，笔者针对锂离子电池 SOH 性能指标进行概述，对其电池模型和估计方法进行总结，并阐明未来的发展方向。

电池 SOH 包含了容量、内阻以及功率等性能参数。

通常 SOH 表示在标准条件下完全充电后测定容量与额定容量的比值，是电池寿命的一种表现形式。

依其定义，在 IEEE 标准 1188.1996 中明确指出，当电池的 SOH 的值<80 % 时，电池不能正常发挥性能，应更换电池。

导致锂离子电池寿命衰退的内在因素有：①电源正极材料的溶解。

例如：LiMn2O4 电池中，活性材料锰的溶解导致 LiMn2O4 电池容量衰退。

②电解液的分解。

在锂电池的充电过程中，电解液与含碳电极易发生还原反应，消耗有机溶剂。

③ 过充电使负极锂沉淀。

④ 自放电。

⑤ 形成界面膜。

⑥ 集流体腐蚀，以及影响电池 SOH 估测精度的外在因素，如温度、成组方式、SOC 不一致性等。

铅酸蓄电池的寿命(shòumìng)因为铅酸蓄电池内的活性物质会产生不利(bùlì)的化学和物理变化，所以蓄电池的寿命是有限的。

一、铅酸蓄电池的三种(sān zhǒnɡ)寿命铅酸蓄电池的寿命(shòumìng)有三种：循环寿命、搁置寿命和日历寿命。

“蓄电池循环(xúnhuán)寿命”的定义是蓄电池的容量在跌至额定容量的某个百分比之前所完成的总的完全充放电循环次数。

在不同的蓄电池中，这个百分比会不同。

蓄电池使用越久，其容量越下降。

如果蓄电池滥用，其循环寿命会更加缩短。

另一个计算蓄电池循环寿命的方法是测量单体的内阻。

这时，循环寿命的定义是蓄电池在内阻上升到某一点前所完成的总的完全充放电循环次数。

上述的两个定义假定蓄电池的每一次循环都是完全的充放电循环。

如果蓄电池每次只是部分放电，那么其循环寿命会延长。

所以，在使用铅酸蓄电池时务必要知道额定的放电深度。

即使如此，经常放电至额定的深度也会大大地缩短蓄电池的循环寿命。

“蓄电池搁置寿命”是指不使用（搁置）的蓄电池容量在跌至额定容量的某个百分比之前的时间。

“蓄电池日历寿命”是指新蓄电池使用或者搁置后到无法再使用所经过的时间。

由于蓄电池实际使用的情况大不相同，就是同一型号蓄电池的日历寿命通常也会相差很大，所以其实际意义不大。

二、铅酸蓄电池内的化学变化铅酸蓄电池内的不利化学反应会耗掉活性物质并阻止正常的电化学反应。

引起不利化学变化的原因一般有六种：温度、压力、放电深度、充电程度、充电电压和放电率。

温度温度会加剧铅酸蓄电池内的化学反应。

蓄电池越热，化学反应会越快。

高温可以提高铅酸蓄电池的性能，但是同时不利的化学反应也会加快。

高温会引起腐蚀、析气和活性物质脱落，也会使电解液钝化，从而缩短蓄电池寿命。

铅酸蓄电池的搁置寿命和持电状态取决于自放电速度，而自放电是由电解槽内的不利化学反应引起的。

所以，温度不但影响蓄电池的循环和搁置寿命，而且影响持电时间。

铅酸电池循环寿命分析前言影响铅酸蓄电池寿命的因素是多方面的，包括电池的内在因素，如蓄电池结构、正负极板栅材料、正负极活性物质、隔板、电解液浓度等，也取决于一系的外在因素，如放电电流密度、温度、放电深度、维护状况和贮存时间等。

放电度越深，使用寿命越短。

过充电也会使寿命缩短。

随着酸浓度增加，电池寿命降低。

在大容量铅酸蓄电池研究过程中我们发现铅绒短路是造成蓄电池性能下降并失效的重要原因。

此外正极板栅的腐蚀变形、正极活性物质脱落、软化、不可逆硫酸盐化、锑在活性物质上的严重积累都是影响蓄电池寿命的关键因素。

为了防止正极板栅腐蚀，研制了多元低锑合金。

这种多元合金的耐腐蚀性大幅度提高。

负极板栅采用镀铅铜拉网。

铜板栅重量与活性物质之比为1：3，蓄池的比能量得到显著提高。

而且由于铜板栅负极电性能好，充电接受能力强，提了蓄电池充放电循环寿命。

在正负极活性物质中加入添加剂，提高活性物质利用率，延长使用寿命。

为了防止铅绒短路采取了全面的防短路措施。

采用了高性能的板和一系列的新装配工艺。

铅酸蓄电池发展简介铅酸蓄电池最早由盖斯腾·普朗特于1860年制成，至今己有140多年的历史。

一百多年来，随着科学技术的发展，铅酸蓄电池的工艺、结构、生产机械化和自动化程度不断完善，性能不断提高。

由于其优良的性能价格比，直到今天铅酸蓄电池的产量和应用仍处于各种化学电源的首位”。

其应用主要包括动力、起动、应急和工作电源，使用对象包括车辆、船舶、飞机、电信系统、电脑、仪器以及其它设备、设施，尤其在汽车电池和工业蓄电池中，铅酸蓄电池占有90％以上的市场份额，具有绝对优势121。

1800年原始的Valta电堆首次出现。

1801年戈泰罗特已经观察到所谓“二次电流”，即在充电后可以得到和充电电流方向相反的电流。

德拉·早维从1836～1843年研究了Pb02在硫酸溶液中作为正极的原电池。

铅酸蓄电池的几种电极形式和主要工序的制造工艺是在1860～1910年的半个世纪中逐步确定下来的。

大学生蓄电池生产实习报告一、实习目的实习是在校大学生的一次接触工厂大规模生产的机会，是学生走上社会的良好过渡，走向工作岗位的入门之课。

实习让我们了解到理论和实践之间的差异，找到了工厂大规模生产和实验室小量操作的异同。

加深我们对所学知识的理解和消化，同时也学习到各工厂的许多技术细节，掌握了生产的基本工艺原理。

这次实习提高了自己培养发现，分析，解决问题的能力，受益非浅，达到了实习的效果。

通过实习使我更多地接触社会，实践于社会，从而培养了严谨的工作作风、初步的实际工作能力和基础的专业技能，为将来走上工作岗位打下良好的基础。

天能动力国际有限公司于1986年正式成立。

集团位于江苏、浙江、安徽三省交界的“中国绿色动力能源中心”——浙江长兴。

天能动力为中国最大的动力电池生产商，主要从事铅酸、镍氢及锂离子等动力电池、电动车用电子电器、风能及太阳能储能电池的研发、制造和销售。

浙江天能电池(江苏)有限公司由浙江天能国际(集团)有限公司投资XXX亿元人民币新建的一家现代化企业。

专业生产电动车用蓄电池及其配套产品，年产销售量占全国同行业的XX%，市场覆盖率达XX%。

项目一期工程固定资产投资近4亿元人民币，免费论文目前8万平方米的主厂房以及技术中心等配套设施已经全面建成，部分机器设备陆续进场使用。

正常生产后可实现年销收入XXX 亿元人民币，上缴税收XX.X亿元人民币，并可吸纳2XXX个劳动力就业。

二期工程建成后，总建筑面积达XXX万平方米，年可实现产值XXX亿元，用工突破3XXX人，并将成为中国最大的蓄电池生产基地。

二、实习内容１、蓄电池分类按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有：起动型蓄电池：主要用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明。

固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源。

牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源。

铁路用蓄电池：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力。

影响铅酸蓄电池容量的因素黄亮电池容量等于放电电流与放电时间的乘积，一般用安时（Ah）表示，影响容量的因素，大致可分为两类：一、设计生产工艺上的因素1、活性物质的量2、极板厚度3、活性物质孔率4、活性物质真实表面积5、极板中心距6、活性物质组成二、使用时的因素――放电条件的因素1、放电电流密度――即放电速度2、放电终止电压3、电解液温度4、电解液浓度影响容量首先是放电的问题，充电的影响是间接的。

首先我们看看放电：放电时，电池端电压E要下降，当端电压下降到终止电压时，放电就终止了（图一），电池的容量与端电压e降低的快慢有密切关系。

放电时，正电流从电池正端流经负载，到电池负端，再经电解液从负极回到正极，因之，负极点电位比正极点电位高即高出IR。

E+E-+IR=E+或E=E+－E-－IR端电压E＝（E+－E－）－IR (1)其中：E+为正极电位、E－为负极电位、I为电流、R为内阻放电过程中E+变负（即减少），E－变正（即增加），内阻R增大，所以端电压E下降。

放电时：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O从这个反应式可知，放电时生成了不导电的PbSO4，它覆盖住活性物质的部分表面，使导电截面积减少，因而内阻R增大。

正极电位E+与负极电位E－之所以变化，是由于浓度极化ŋC及电化学极化ŋe,即：E+=E+平＋（ŋ＋C＋ŋ+e）E+平为正极平衡电极电位 (2)E-=E-平＋（ŋ-C＋ŋ-e）E－平为正极平衡电极电位 (3)放电时，ŋ＋C及ŋ+e都是负值，所以正极电位E+变负（即减少），ŋ-C＋ŋ-e都是正值所以负极变正（即增加）。

从上面反应式可看出消耗H2SO4，因而电极表面附近浓度降低，这个浓度降低愈利害，浓度极化越大，H2SO4从电解液扩散进来补充的快，可以延缓电极附近H2SO4浓度的降低，因而减少浓度极化，扩散截面积A愈大，扩散距离I愈短，电解液浓度愈大，扩散系数D 愈大，扩散补充的速度就愈大。

蓄电池储能效率的测试与分析作者：罗常举来源：《中国科技纵横》2018年第11期摘要：蓄电池是新能源应用主要技术形式，具有电力应用便携式、电力传输稳定性高的优势，随着社会新能源应用范围不断扩大，蓄电池在社会发展中的应用越来越广泛。

基于此，本文以蓄电池储能的理论为基础，对蓄电池储能系统运作的影响因素进行分析，并结合测试实验进一步论证，对蓄电池储能效率的测试与分析，将为社会新能源的开发与应用，提供更有效的技术探索理论支撑。

关键词：蓄电池；储能效率；充电模式中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0193-02随着社会资源应用范围的逐步延伸，电力应用模式的社会传输体系也不断变革优化。

蓄电池是现代绿色化能源的代表，具有电力传输能源充足、电力输送稳定的优势。

为了进一步激发蓄电池能源存储、应用的优势，必须对蓄电池的储能效率进行综合分析，为充分激发蓄电池在电力传输中的优势奠定坚实的基础。

1 蓄电池储能的理论分析蓄电池是社会新能源应用的代表，在社会能源转换中发挥着重要的作用。

一般而言，蓄电池主要由正负极板、电解液、隔板、电池槽、以及端子等细小零件组合而成。

蓄电池储能传输的理想模式是，外接电源的电流输送，与内部电流产生、存储构成一个完整的能量传输结构，实现电流信息结构的综合式传导，但在实际进行电流传输的过程中，往往达到蓄电池电力饱和、电池槽百分之百用于电流传输，因此，蓄电池实行电力传输分析时，也要考虑到蓄电池自身存在的电流存储、转换问题，从而达到对蓄电池储能效率的准确分析。

2 蓄电池储能效率的影响因素蓄电池电力传输主要分为完全休眠状态、半休眠状态、最佳状态、以及损坏状态四各阶段，这是由于蓄电池在生产、使用的过程中，蓄电池内部电容、放电量、以及内阻感应器等各个元件发生的变化情况不同，结合以上对蓄电池储能理论分析，对蓄电池储能效率的影响因素进行探究。

2.1 充电体系循环状态蓄电池储能达到最佳的基础，是蓄电池充电体系达到相对稳定的电流周期循环状态，直接影响蓄电池的储能效果。

电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法随着科技的发展，电动汽车已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

而电动汽车的核心部件——动力蓄电池，其性能直接影响到电动汽车的续航里程、安全性和使用寿命。

因此，研究动力蓄电池的循环寿命及其试验方法显得尤为重要。

本文将从理论方面对电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法进行详细阐述。

我们来了解一下动力蓄电池的循环寿命。

循环寿命是指电池在一定的使用条件下，经过多少次充电和放电后，其性能不再达到标称值的比例。

通常，动力蓄电池的循环寿命越长，其使用寿命就越长。

不同的电池类型、生产工艺和使用环境等因素都会影响电池的循环寿命。

因此，为了确保电池在各种工况下的性能稳定，我们需要对其进行严格的试验。

接下来，我们将探讨动力蓄电池的试验方法。

动力蓄电池的试验主要包括以下几个方面：1. 外观检查：首先对电池的外观进行检查，包括电池外壳是否有裂纹、变形等损伤；极柱是否有氧化腐蚀现象；连接件是否牢固等。

只有外观合格的电池才能进入后续的试验过程。

2. 容量测试：容量测试是评估电池性能的重要指标之一。

通过容量测试，可以了解电池在使用过程中是否存在容量下降的现象。

容量测试的方法有很多，如内阻法、开路电压法等。

在这里，我们以内阻法为例进行说明。

内阻法是通过测量电池在不同电流下的电压降来计算电池的内阻，然后根据内阻与容量的关系计算出电池的剩余容量。

通过对比不同批次电池的容量测试结果，可以发现潜在的问题并采取相应的措施。

3. 短路试验：短路试验是评估电池安全性能的重要手段。

通过短路试验，可以检测电池在极端情况下(如严重过充、过放、高温等)的性能表现，从而判断电池是否具有较高的安全性能。

短路试验的方法有很多，如恒流短路试验、恒压短路试验等。

在这里，我们以恒压短路试验为例进行说明。

恒压短路试验是在一定压力下模拟电池的充放电过程，观察电池在短路状态下的性能变化。

通过对比不同批次电池的短路试验结果，可以发现潜在的安全问题并采取相应的措施。