Životnost lithiové baterie

Životnost lithiové baterie je obvykle definována jako její cyklická životnost, což je počet úplných cyklů nabití a vybití, které podstoupí za určitých podmínek nabíjení a vybíjení, než se její kapacita sníží na 80 % původní kapacity. Životnost běžných lithiových baterií, které jsou v současné době na trhu, se značně liší. Typické spotřební-lithiové baterie mají životnost 300-1000 cyklů, zatímco lithiové baterie průmyslového-typu nebo napájecího-typu mohou dosáhnout 1000-3000 cyklů, přičemž některé-výrobky překračují 5000 cyklů. Životnost lithiových baterií ovlivňuje více faktorů. Technicky vzato, během procesu nabíjení a vybíjení lithiových baterií lithiové ionty opakovaně interkalují a deinterkalují mezi materiály kladné a záporné elektrody, čímž postupně degradují strukturu materiálu elektrody a způsobují úbytek kapacity. Pokud jde o materiály kladných elektrod, fosforečnan lithný a železnatý (LFP) nabízí vynikající strukturální stabilitu ve srovnání s ternárními materiály (NCM/NCA), což má za následek obecně delší životnost cyklu přes 2000 cyklů ve srovnání s 1000-2000 cykly u ternárních materiálů. Mezi materiály záporných elektrod nabízí grafit vynikající cyklickou stabilitu ve srovnání s anodami na bázi křemíku{28}, které jsou náchylné k objemové expanzi, což má za následek kratší životnost. n Scénáře použití významně ovlivňují životnost lithiových baterií. Vysoké teploty urychlují rozklad elektrolytu a stárnutí materiálu elektrody. Například při 45 stupních může být životnost lithiové baterie zkrácena o 30 %-50 %. Nízké teploty snižují migraci lithných iontů a zvyšují vnitřní odpor nabíjení a vybíjení. Dlouhodobé-používání při nízkých teplotách může způsobit usazování kovu lithia, což představuje bezpečnostní riziko. Pokud jde o rychlosti nabíjení a vybíjení, dlouhodobě vysoké rychlosti nabíjení a vybíjení (např. nad 5C) zvyšují napětí v materiálu elektrody, což vede k rychlé degradaci životnosti. Nízké hodnoty pod 0,5 C však mohou účinně prodloužit životnost. n Průmyslové normy, norma IEC 61960 vyvinutá Mezinárodní elektrotechnickou komisí (IEC) stanoví, že lithiové baterie by měly mít životnost alespoň 300 cyklů a míru zachování kapacity 80 % nebo vyšší při rychlosti nabíjení a vybíjení 1C při 25 stupních. Domácí norma GB/T 31486 pro napájecí lithiové baterie má ještě přísnější požadavky a vyžaduje životnost cyklu minimálně 1000 cyklů. Ve skutečných aplikacích mohou uživatelé prodloužit životnost lithiových baterií optimalizací zvyklostí při používání, jako je zamezení přebíjení (napětí přesahující 4,2 V) a nadměrného vybíjení (napětí pod 2,5 V), udržování provozní teploty baterie mezi 20-35 stupni a omezení dlouhodobého skladování v plně nabitém nebo prázdném stavu.