为何锂离子电池有“循环寿命”和“日历寿命”之说?
日历寿命 —“自然衰老”
定义:日历寿命指的是电池在非使用状态下(即充满电或部分电静置存放),从出厂到其容量衰减到额定容量80%时所经历的总时间。
比喻解释:就像一个人,即使他整天躺在沙发上不运动,也会随着时间流逝而自然衰老。
对于运动员来说,年龄越大,身体机能(如心肺功能)就会越不如年轻时。
对电池而言,时间就是日历寿命的标尺。即使你不用它,内部的化学物质也会缓慢地、不可逆地发生副反应(比如电解液分解、电极表面膜增厚),导致活性锂离子减少,电池容量“不知不觉”就下降了。
关键影响因素:时间和环境(尤其是温度和充电状态)。
高温就像让运动员生活在热带沙漠,会大大加速他的衰老过程。
长期满电存放 就像让运动员一直处于精神高度紧张的状态,也会加速损耗。
结论:日历寿命是关于“时间”和“环境”的损耗。
循环寿命 —“工作损耗”
定义:循环寿命指的是电池在反复充放电使用下,容量衰减到额定容量80%时所能完成的完整充放电循环次数。
一次循环通常指电池电量从100%用到0%再充回100%的过程(累积达到100%也算一次循环,如从100%用到60%再充回100%,重复2.5次)。
比喻解释:这就好比运动员参加比赛和训练。每跑一次马拉松(一次完整的充放电循环),他的身体都会承受一次巨大的压力和磨损。即使赛后充分休息(静置),长期高强度的比赛也会让他的膝盖、肌肉出现劳损,最终无法再以巅峰状态完赛。
对电池而言,每一次充放电都是一次“工作”。锂离子在正负极之间来回穿梭,会使电极材料的结构产生微小的、累积性的破坏。
关键影响因素:
使用方式(充放电深度、充放电速率、工作温度)。每次都“跑全马”(深充深放,如0%-100%)比 “跑半马”(浅充浅放,如30%-80%)对运动员的磨损大得多。
高速冲刺跑(大电流快充快放)比 匀速慢跑(小电流充放)的损伤更大。
结论:循环寿命是关于“使用强度”和“使用频率”的损耗。在实际应用中,一块电池的最终寿命是日历衰老和循环磨损共同作用的结果。例如,一辆电动车的电池,用了3年(日历损耗)但只开了2万公里(循环损耗较少),和一辆用了1年但开了10万公里(循环损耗巨大)的电池,其健康状况可能截然不同。理解这两者的区别,有助于我们更好地使用和维护我们设备中的电池。
