储能电池的真实寿命

储能磷酸铁锂电池在储能领域应用广泛，但是真正能够让其长期稳定工作的电池并不多。锂离子电池的实际寿命受多种因素影响，包括电芯的物理特性、环境温度、使用方法等。其中电芯物理特性对锂离子电池实际寿命影响最大。如果电芯物理特性不符合实际情况或者电池在使用过程中出现了一定问题，会影响其真实寿命和实际功能。1.充电过度在正常使用情况下，磷酸铁锂电池的充电循环次数应该在8-12次，否则会造成充电过度。充电过度会导致电芯的活性物质在放电过程中消耗殆尽而失效。使用寿命随电池容量逐渐下降而降低。同时充电深度过高会导致极化程度加剧，增大电池衰减速度、缩短电池寿命；充电过度则会导致电解液分解加剧腐蚀电池内部电化学系统。因此，电池在使用过程中应控制充电深度，以免过度充电。2.电芯损坏磷酸铁锂电池在实际应用中还会受到外界环境的影响。例如受到撞击或人为因素等，使电芯内部发生短路或容量衰减；电芯在充放电过程中受到外界电压、温度的影响导致内部结构受到破坏、内部材料受到侵蚀等。因此，需要对电芯进行科学合理检测、保养。使用过程中出现电池放电容量衰减现象时需要及时进行充电，时禁止放气充电时应先放电后充电；电芯在充放电过程中出现异常时应及时停止充电或者更换电芯长时间不使用或充电过快都会引起电池内部结构损伤变形而导致电芯失水。另外还需要注意电芯质量问题以及安全问题等因素对电池寿命和功能影响。3.电池单体寿命不足单体的温度低会导致电芯寿命短，一般情况下，单体在使用过程中温度不能低于100℃，如果温度低于100℃会导致电芯内的电子从阴极转移到阳极，造成电池内电子无法得到有效补偿，从而造成电芯容量衰减加剧，导致电池失效（能量密度降低）。单体结构参数的变化也会引起内阻、体积变化以及电压变化等影响电池循环寿命，目前储能领域使用的磷酸铁锂电池大部分是一次电池、二次电池或者三次电池系统共同使用。二次电池系统使用寿命较短且循环次数较少（一般为1~2次）后就需要更换了，这会增加电池本身消耗费用和二次污染问题（温度越低电芯内部会释放更多能量并使电池电压下降）出现概率；相比三元锂电池具有较高能量密度，单体之间使用寿命较短且循环次数较少则会出现较大的能量密度下降情况（这是由于单体内阻低所致）带来电池内阻高所致；电池单体之间使用寿命较长且循环次数多则会造成电池内阻高并降低其能量密度（这是由于电池内部会发生短路）造成能量密度下降。4.环境温度过高过低，也会影响电池使用寿命。锂离子电池在工作温度范围内对锂离子的导电性没有影响，但是环境温度过高或过低时，锂离子表面的电荷密度下降。由于电荷密度下降就会导致锂离子在负极表面脱嵌而放电。放电时间越长电池越容易发生过充或过放现象。因此电池应该有良好的储存环境和合理的充电条件。一般来讲使用环境温度应控制在25℃~35℃之间不超过35℃；充电电流不应小于10 A/V;不超过20小时；每次充电后应放电5~10次；剩余容量在使用后不要超过额定容量的20%;充电后不要长时间存放在温度低于5℃环境中；电池组在充放电过程中不能出现短路或烧坏等现象。5.电芯性能差造成寿命低，电芯内部能量利用率较低。在正极材料选用上，因正极材料性能差异性造成了电池能量利用率不同。一般情况下，电池的循环寿命越长，正极材料能比容量越高、单体能量比容量越高，电池内部能量利用率就越高。但随着电解质的改进、添加剂含量的增加等原因，能量密度高而单体能量密度低，这会对电池正极材料性能造成影响。正极材料中镍、钴元素含量越高，其在正极中形成越多氧化物的可能性就越大；而在负极中形成氧化物的可能性则小。由于这种现象导致正极材料内阻大、体积膨胀速率快等现象出现