鉅大LARGE | 點擊量:938次 | 2021年04月07日
UPS鋰離子電池包和鉛酸電池哪個壽命誰更久?
普通鉛酸蓄電池一般壽命在2年左右,而且需定期檢查電解液的高度并添加蒸餾水。國產(chǎn)單體12V鉛酸蓄電池設(shè)計浮充壽命為5-8年,但1-2年就已徹底報廢;無論任何鉛酸蓄電池(包括國產(chǎn)、進(jìn)口),在使用中總逃脫不了提前報廢的怪圈。鉛酸電池壽命按照電池容量衰減到原容量的30%界定,一般的話應(yīng)該是完全充放300次左右,壽命大概是一年半左右。
UPS鋰離子電池有著嚴(yán)格的充電次數(shù),一般會在1000-1200次左右,壽命在3-5年。鋰離子電池一般能夠充放300-500次。最好對鋰離子電池進(jìn)行部分放電,而不是完全放電,并且要盡量防止經(jīng)常的完全放電。一般情況下來講,通信基站鋰離子電池UPS的壽命大概在6-10年左右,而常規(guī)的鉛酸蓄電池2-3年就要更換,雖然鋰離子電池的價格要比鉛酸電池貴上一些,但綜合考慮來講,還是鋰離子電池更為劃算。
目前通用的磷酸鐵鋰離子電池包充電1500次,沒有記憶效應(yīng),充電1500次后約85%的存儲能力,而鉛酸電池壽命為500次左右,而且記憶效應(yīng)明顯。所以說,UPS鋰離子電池包的壽命比鉛酸電池壽命更長。
影響鉛酸蓄電池使用壽命的因素:
⒈溫度
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
溫度對鉛酸電池的影響較大,太高或太低都會導(dǎo)致電池使用壽命下降,尤其是高溫,對電池壽命的影響尤為明顯。一般來講,環(huán)境溫度應(yīng)該控制在25℃左右。
⒉放電深度
放電深度對鉛酸蓄電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越大,循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時應(yīng)盡量防止深度放電。小電流放電容易造成深度放電。
⒊浮充電壓
由于UPS電池屬于備用工作方式,市電正常情況下處于充電狀態(tài),只有停電時才會放電。為延長鉛酸電池的使用壽命,需合理設(shè)置浮充電壓。浮充電壓過低,會導(dǎo)致充電不足,電池負(fù)極不可逆轉(zhuǎn)的硫酸鹽化;浮充電壓過高,會加速水的損失和正極板的腐蝕。
影響UPS鋰離子電池包循環(huán)壽命的因素:
1、材料種類
材料的選擇是影響鋰離子電池包性能的第一要素。材料的循環(huán)性能較差,一方面可能是在循環(huán)過程中晶體結(jié)構(gòu)變化過快從而無法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰,一方面可能是由于活性物質(zhì)與對應(yīng)電解液無法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。
2、正負(fù)極壓實
正負(fù)極壓實過高,雖然可以提高鋰離子電池UPS的能量密度,但是也會一定程度上降低材料的循環(huán)性能。從理論來分析,壓實越大,相當(dāng)于對材料的結(jié)構(gòu)破壞越大。
3、水分
過多的水分會導(dǎo)致UPS鋰離子電池包與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán),同時水分過多也不利于SEI膜的形成。
4、涂布膜密度
膜密度不一致要么帶來容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數(shù)的差異。對同型號同容量同材料的鋰離子電池包而言,降低膜密度相當(dāng)于新增一層或多層卷繞或疊片層數(shù),對應(yīng)新增的隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環(huán)。
⒌負(fù)極過量
若負(fù)極過量不充足,UPS鋰離子電池包可能在循環(huán)前并不析鋰,但是循環(huán)幾百次后正極結(jié)構(gòu)變化甚微但是負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重而無法完全接收正極供應(yīng)的鋰離子從而析鋰,造成容量過早下降。
6、電解液量
電解液量不足對鋰離子電池包循環(huán)壽命出現(xiàn)影響重要有三個原因,一是注液量不足,二是雖然注液量充足但是老化時間不夠或者正負(fù)極由于壓實過高等原因造成的浸液不充分,三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。
鉛酸電池和鋰離子電池包的差別:
環(huán)保性,鋰離子電池沒有污染(不絕對),而鉛酸電池有重金屬鉛的污染;
安全性,動力型鋰離子電池(錳酸鋰、磷酸鐵鋰)材料不同安全性有所差別,鉛酸電池技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,安全性比鋰離子電池高;
比能量,鋰離子電池的質(zhì)量比和體積比能力都高于鉛酸電池大概約40%;
價格方面,相同容量的鋰離子電池包價格是鉛酸電池的一倍還多些。
鋰離子電池的衰退機(jī)理有很多,大體上可以分為濫用衰退與正常衰退兩種。濫用衰退是可以防止的,包括過充、過放、低溫、大功率充放電、等等。關(guān)于手機(jī)的使用場景來說:
過充:電子設(shè)備有電路保護(hù),一般不會發(fā)生這種情況,因此用戶也不必去擔(dān)心。
過放:這是一個模糊的概念。大體上而言,盡量不要在電量20%以下使用手機(jī),特別不要在5%電量以下使用手機(jī),會對電池造成不可逆損傷。
低溫:重要是指低溫充電危害很大。電子設(shè)備一般也都有保護(hù)了(iPad在低溫下是充不進(jìn)去電的),因此,用戶也不必去擔(dān)心。
大功率充放電:電子設(shè)備的放電,一般是比較溫和的。就是一直玩游戲,手機(jī)也能撐個三四個小時,這最多就是0.2C放電,非常溫和,用戶也不必?fù)?dān)心。充電呢,也是由充電器和電子設(shè)備的電路保護(hù)的,用戶也不必?fù)?dān)心。
正常衰退是不能防止的,重要影響因素是放電深度的積分與靜置時的電量狀態(tài)。
放電深度積分:也可以稱為放電循環(huán)次數(shù),比如從100%放到50%,這就算是0.5個循環(huán)。意思就是說,平時用得越多,那么衰退越快。但手機(jī)買來就是用的嘛,能用就用。
靜置時的電量狀態(tài):這一點在學(xué)術(shù)上有爭議。主流觀點是,電量越高則衰退越快。意思就是,100%的電池放一個月,與50%的電池放一個月,前者的容量衰退更大一些。
綜上所述,UPS鋰離子電池包的壽命比是鉛酸電池的兩到三倍。鋰離子電池包質(zhì)量是一個公司的根本命脈,只要保證好質(zhì)量,那么壽命就能長久。