三元锂电池的寿命及优缺点

在自然界中，锂元素是最轻的，原子质量最小的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。锂化学性质活泼，极易失去电子被氧化为Li+，因此标准电极电位最负，为-3.045V，电化学当量最小，为0.26g/Ah，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。三元锂电池是指采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物。是目前被广泛研究和应用的一种锂离子可充电电池。

所谓锂电池寿命是指电池在使用过一段时间后，容量衰减为标称容量（室温25℃，标准大气压，且以0.2C放电的电池容量）的70%，即可认为寿命终止。行业内一般以锂电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。在使用的过程中，锂电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降，比如电解液的分解，活性材料的失活，正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验表明，更高倍率地放电会导致容量更快地衰减，如果放电电流较低，电池电压会接近平衡电压，能释放出更多的能量。

三元锂电池的理论寿命约为800次循环，在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次，而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次（标准条件下充放电），但是电芯在配组做成电池包后，由于一致性问题，主要是电压和内阻不可能完全一样，其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%，不建议进行深度充放电，不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤，若是以浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。另外，锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电，电池寿命会大幅下降到不足200次。

三元锂电池优缺点

三元锂电池在容量与安全性方面比较均衡，是一款综合性能优异的电池。三种金属元素的主要作用和优缺点如下：

Co3+：减少阳离子混合占位，稳定材料的层状结构，降低阻抗值，提高电导率，提高循环和倍率性能。

Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的体积能量密度），而由于Li和Ni相似的半径，过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排，锂层中镍离子浓度越大，锂在层状结构中的脱嵌越难，导致电化学性能变差。

Mn4+：不仅可以降低材料成本，而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构，使容量降低，循环衰减。

能量密度高是三元锂电池的最大优势，而电压平台是电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本，电压平台越高，比容量越大，所以同样体积、重量，甚至同样安时的电池，电压平台比较高的三元材料锂电池续航时间更长。单体三元锂电池放电电压平台高达3.7V，磷酸铁锂为3.2V，而钛酸锂仅为2.3V，因此从能量密度角度来说，三元锂电池比磷酸铁锂，锰酸锂或者钛酸锂具有绝对优势。

安全性较差和循环寿命较短是三元锂电池的主要短板，尤其是安全性能，是一直限制其大规模配组，和大规模集成应用的一个主要因素。大量实测表明，容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试，这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素，甚至混合锰酸锂一起使用的原因。500次的循环寿命在锂电池中属于中等偏下，因此三元锂电池目前最主要的应用领域是3C数码等消费类电子产品。

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三元锂电池电池寿命有多久？到底能使用多少年？

原创：2023.2.21 立氪科技新能源

三元锂电池寿命有多久?

根据浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。如果使用得当，在电动汽车上起码可以使用5到8年左右的时间。

根据电池的标准，三元锂电池的寿命是由电池的循环次数来进行决定，而三元锂电池的容量是会随着充放电次数的增加而不断衰减的。在相关实验室中，以1C的充放电倍率给三元锂电池持续充放电，经过1000次充电循环后，电池容量降至新电池状态的80%。

具体来说，在使用的过程中，由于使用不当，导致锂电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降，比如电池内部的电解液的分解，电池内部的活性材料的失去了活性等都会直接导致三元锂电池寿命锐减。

当然，电动汽车动力电池使用寿命终结，并不是说电池不能充电，也不能放电，而是说此时电池的放电量与新电池状态相比下降较多，继续使用的话，会给用户带来较差的用车体验。

由于动力电池使用寿命标准是前几年制定的，那时候电池容量小，电动汽车续驶里程短，衰减到新电池80%以下，的确感觉续驶里程缩短了很多。比如续驶里程本来有200公里的，电池衰减到80%了，行驶160公里就要充电了。现在电动汽车续驶里程已经较高，衰减20%对用户的用车感受已经没有那么大了。

三元锂电池到底能使用多少年

按照目前三元锂电池的技术水平，如果使用得当，在电动汽车上起码可以使用5年以上了。

如果使用不当，则2-3年锂电池寿命就衰减完了。

所谓使用得当与否，主要是看是否能够遵守浅充浅放的原则，不要过度使用。

简介：

三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池，锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。目前三元材料的电芯代替了之前广泛使用的钴酸锂电芯，在笔记本电池领域广泛使用。

三元聚合物锂电池参数：

标称容量：1250mAh

标准放电持续电流：0.2C

最大放电持续电流：1C

放电：-10~60℃

产品尺寸：MAX 9.5*35*52mm

成品内阻：≤150mΩ

引线型号：国标线UL1007/24#，线长55mm

保护参数：过充保护电压/每串4.325±0.025V

过放保护电压 2.5±0.05V

过流值：2~6A或3-8A

三元聚合物锂电池性能：

在容量与安全性方面比较均衡的材料，循环性能好于正常钴酸锂，前期由于技术原因其标称电压只有3.5-3.6V，在使用范围方面有所限制，但到目前，随着配方的不断改进和结构完善，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。

三元聚合物锂电池地位：

全球5大电芯品牌SANYO，PANASONIC，SONY，LG，SAMSUNG已推出三元材料的电芯，相当部分的笔记型电池线都用三元材料的电芯替换了之前的钴酸锂电芯，SANYO，SAMSUNG柱式电池方面更是全面停产钴酸锂电芯转向三元电芯的制造，目前国内外小型的高倍率动力电池大部分使用三元正极材料。

811三元锂电池寿命

比亚迪三元锂电池组寿命平均水平是在500-1000次，做得好的，则可以达到1000次以上。动力电池的寿命还和我们的用车习惯，外部环境温度，充电习惯等有直接的关系。三元锂电池组使用寿命高达120万公里。成为不少电动车潜在买家的首选。寿命时间的话大概是3年。

三元锂电池：

当前，特斯拉的续航表现优秀，主要原因是其使用了镍钴铝（NCA）三元锂电池。能量密度高，制作工艺要求及成本都较高，但是结构不稳定，容易发生热失控，这也是特斯拉的“事故”频上演的主要原因。

而国产电动车主要使用镍钴锰（NCM）三元锂电池，含有锰元素后，电池稳定性更加，同时镍元素比例降低，电池也更安全。而811三元锂电池，就是镍钴锰电池中的一种“最优解”。该电池的结构，即正极材料中为镍钴锰。

同时含量比例为80%：10%：10%的三元锂电池。单体能量密度可达到300Wh/kg，这也是国产车使用了811三元锂电池后，续航力能普遍暴增的原因之一。但是，811型电池也是存在隐患的。随着镍含量的提高，正极材料的稳定性随之下降。

循环充放电以及高温下，容量加速衰减，电池使用寿命下降，同时热失控的自燃风险也上升。因此，目前动力电池领域，针对容量、安全性两个方面，很难做到完美平衡。更多的是一种取舍。这也是当前，包括宁德时代、LG、松下等电池厂商具体，迫切开发寻找新电池技术的重要原因。

汽车三元锂电池寿命多久

三元锂离子电池理论寿命为1200次完全充放电，也就是完全循环寿命，按使用频率来说，三天一次完全充放电，一年120次完全充放电，三元锂离子电池使用寿命达到10年左右。

新能源汽车三元锂离子电池的寿命，一般是用电池循环使用次数来进行衡量。国家关于电池寿命有一些法律法规要求，即当动力锂电池容量衰减到80%以下时，就要进行强制回收，继续梯次利用。

关于动力锂电池电芯循环使用寿命，国家强制要求必须要在1000次以上，而关于整一个动力锂电池的PACK，磷酸铁锂一般可以做到2000次，而三元锂离子电池，平均水平是在500-1000次，做得好的，则可以达到1000次以上。

根据电池的标准，三元锂离子电池的寿命是由电池的循环次数来进行决定，而三元锂离子电池的容量是会随着充放电次数的新增而不断衰减的。在相关实验室中，以1C的充放电倍率给三元锂离子电池持续充放电，经过1000次充电循环后，电池容量降至新电池状态的80%。

按照目前汽车三元锂离子电池的技术水平，目前电动汽车普遍使用的动力锂电池容量密度为260Wh/kg，按照该能量密度来计算，以一年两万公里来进行计算，根据浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。

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