听中科热控浅谈锂电池寿命

锂电池作为常见的能量存储设备，在我们生活和工作中都经常用到。锂电池也是电子产品短命的主要元件之一。

国标规则的锂电池循环寿命测试条件及请求:在环境温度20℃±5℃的条件下，以1C充电，当电池端电压到达充电限制电压4.2V时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于1/20C，中止充电，放置0.5h~1h，然后以1C电放逐电至终止电压2.75V，放电完毕后，放置0.5h~1h，再停止下一个充放电循环，直至连续两次放电时间小于36min，则以为寿命终止，循环次数必需大于300次。

从国标的定义上看，我们提炼出两点：

1、.这个定义规则了循环寿命的测试是以深充深放方式停止的； 

2、锂电池的循环寿命依照这个形式，经过≥300次循环后容量依然有60%以上可用容量。

No.2

影响锂电池寿命的要素

1. 锂电池寿命有关的要素

依据电池大学以为，影响锂电池寿命的主要要素有以下：

1) 充电次数；

2) 放电深度；

3) 充电截止电压；

4) 充电速度；

5) 运用温度；

2. 充电次数对寿命的影响

很多消费者以至是局部工程师以为，很多锂电池规格书上标注的寿命预算：充电次数300次左右，以为是只需插入充电器一次，就算一次充电，这样预算的话，假如消费者一天插入充电器2次，电池寿命就只要半年不到了。由于很多人认识电池还是停留在镍氢电池和镍镉电池上，由于该类型的电池是具备记忆效应，但是锂电池没有记忆效应，电池大学以为，锂电池的一次完好循环应该这样描绘：锂电池以1C的电流充电到额定电压4.2V，并且以0.05C充电电流涓流充电至电池饱和，然后再以1C的放电速度放电到3V，此过程为一次完好的充放电循环。没有充溢没有放完都不算一次完好的充放电循环。假如你的电池从满电状态，用了非常之一的电量，然后又充溢了，这是非常之一个循环，这样充10次，才根本算一个循环。普通的锂电池的寿命的循环次数是300~500次（此时电池并没有完整损坏，只是容量只要初始容量的60%~70%）。

3.放电深度DoD对寿命的影响

很多消费者以至是局部工程师以为，锂电池充电次数过多是有损电池的，所以运用过程中，都是满充溢放，等到电池容量接近0再充电，充电截止电压设置为最高的阈值电压4.2V。电池大学却以为，锂电池放电深度越低越好，如下图2，举个例子，1AH的LiPO4电池，100% DoD时，循环次数约600次，寿命内提供的容量 J=1AH*600=600AH，假如以40%的DoD深度放电，能够循环3000次，寿命内提供的容量 J=1AH*0.4*3000=1200AH，比100%放电深度进步了50%的寿命。丰田的双擎混动汽车，电池提供8年16万公里的质保，对外宣传就是：浅充浅放，寿命更长。

4. 充电电压对寿命的影响

电池大学以为，充电截止电压对电池的寿命影响是关键性的，锂电池在4.2V以下，有两个重要的原则：

1、充电截止电压在4.2V以下，每降低0.1V，可充电的循环次数就会进步一倍。

2、充溢电压每降落70mV，电池的可用容量就会降低10%。

电动汽车，卫星中的锂离子电池还必需具有8年以上的运用寿命。为完成此目的，电池仅被充电至3.90V /电池或更低。NASA的一个有趣发现是，驻留在4.10V /电池以上的锂离子由于阴极上的电解质氧化而趋于合成，而充电至较低电压的锂离子则由于SEI在阳极上积聚而失去容量。美国国度航空航天局（NASA）报告说，一旦锂离子在卫星中传送了大约40,000个周期之后，它经过了8年大关，则由这种现象惹起的电池质量恶化很快就会开展。充电至3.92V /电池似乎能够延长运用寿命，但这只能使容量降低约60％。瑞典查尔默斯科技大学报告说，运用降低的50％SOC（state-of-charge 充电方式 ）充电量可使汽车锂离子电池的预期寿命进步44–130％。

大多数用于手机，笔记本电脑，平板电脑和数码相机的设计者将将锂离子电池充电至4.20V 。这是运转的极限阈值。由于消费电子更新周期普通是3年，运用者希望的是更长的续航时间，很多山寨品牌就是为了追求榨干容量，将充电电压进步到4.3V以至更高。另一方面，工业界更关注寿命，并可能选择较低的电压阈值，充电阈值由各个厂家自行设定，并没有统一的规范。

充电截止电压越低，对寿命越有利。

比方电池充电到75%，放电到65%容量时，即便循环8000次，容量损失也十分小。

5. 充电速度如何影响寿命

电池大学以为，锂电池充电速度（充电电流）对锂电池的寿命有关键的影响，充电速度越快，电池的寿命越短。例如，2600mAh的锂充电电池，1C=2.6A；3400mAh的锂充电电池1C=3.4A。由实验结果可知，1C的充电速度，500个循环后剩余满容量为800mAH，减少100mAH，容量降落约11%。假如以2C的充电速度充电，500个循环后剩余满容量为500mAH，减少400mAH，容量降落约44%。如今的手机厂商都在追求充电速度，却是牺牲电池寿命为代价，好在消费电子更新频率足够高。

6. 温度对寿命的影响？

电池大学以为，锂电池的工作温度对电池寿命有很大的影响，实验显现，锂电池阅历过100次的循环充放电，在20℃时，NCM材质锂电池的容量只降落到97.7，而温度升高到60℃，电池的容量降落到只要60%左右。所以要尽可能让电池维持在常温的状态。

总结

经过电池大学的结论，我们晓得锂电池的寿命评价和设计是一项系统的工程，触及到充电次数、放电深度、充电截止电压、充电速度、运用温度五个关键要素，这些要素与本钱、用户体验、性能、质量、牢靠性有关，这就需求产品经理在详细的产品中做取舍，例如手机的产品经理，追求的就是充电更快、续航更长，寿命不要紧（一两年就要换手机），而工业产品的产品经理，根本是追求产质量量更稳定，寿命更长，充电速度和续航是能够降低优先级的。