温度对动力电池电荷保持能力及使用寿命的影响-欧洲杯买球app

受限于目前的动力电池技术发展瓶颈，对动力电池使用寿命的影响因素进行研究，并解决相关问题用以延长动力电池的使用寿命显得十分重要。这将有助于锂离子动力电池在电动汽车的发展，提高锂离子动力电池的使用效率。动力电池是电动汽车的能量来源，在充放电过程中电池本身会产生一定热量，从而导致温度上升，而温度升高会影响电池的很多特性参数，如内阻、电压、soc、可用容量、充放电效率和电池寿命。电池热效应问题也会影响到整车的性能和循环寿命，因此，做好热管理对电池的性能和寿命都十分重要。

温度对电池荷电保持能力的影响

自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言，荷电保持能力强，允许工作温度范围宽。自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言，电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用，byd常规电池要求储存温度范围为-20~45。电池充满电开路搁置一段时间后，一定程度的自放电属于正常现象。iec标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为20度湿度为65%条件下，开路搁置28天，0.2c放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。 与其它充电电池系统相比，含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低，在25下大约为10%/月。

图-1为ni/mh电池荷电保持能力随温度的变化趋势。可以发现温度升高，各种化学反应速度加快，电池的自放电会加大。

（图-1：ni/mh电池荷电保持能力随温度的变化趋势）

高温条件下储存，容量损失最大；低温条件下储存，容量损失最小。这主要是因为电动汽车的动力电池在储存过程中，经高温储存后，负极活性物质的稀土元素在强碱液中不稳定，发生腐蚀生成了m(oh)n,如合金粉表面生成了氧化膜。在高温情况下niooh的分解也加快。这些加速了电池高温储存条件下的自放电和容量损失。锂离子电池也存在相同的情况。为了避免在贮存时电极发生钝化或腐蚀，使电池性能降低，一般电池在贮存时需要荷一定的电量，并且对贮存环境温度有一定限制。

温度对动力电池寿命的影响

温度的升高对动力电池的日历寿命和循环寿命都有影响。温度对电池寿命的影响符合阿伦尼乌斯方程，即化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式。

式中各变量的含义：

dm/dt—化学反应速率

m—状态特征量

e—失效退化反应的自由能

r—气体常数

t—绝对温度

ao——常数。

从公式可得知动力电池温度升高，反应速度加快，相关研究表明动力电池温度每升高10℃其退化速度就增加1倍，这可以作为热管理的成本和利益的一个因素。

（图-2）

（图-3）

从图-2、图-3可以看出，温度对电池的日历寿命有很大的影响。同样的电芯，在环境温度23℃，6238天后电池的剩余容量为80%，但是电池在55℃的环境下，272天后电池的剩余容量已经达到80%。温度升高32℃，电芯的日历寿命下降了95%以上。因此，温度对日历寿命的影响极大，温度越高日历寿命衰退越严重。

（图-5）

（图-6）

从图-5、图-6可以看出，温度对电池的循环寿命也有很大的影响。同一款电芯，当剩余容量为90%，25℃温度下输出容量为300kwh，而35℃温度下的输出容量仅为163kwh。温度上升10℃ ，电芯的循环寿命下降了近50%。由此可见，温度对电池的循环寿命有很大的影响。所以，在电动汽车动力电池的使用过程中，应该尽量避免电池长期在高温条件下使用，尤其需要避免电池在高温条件下的高倍率充放电循环，这也是车用动力电池必须进行温度控制的一个主要原因。

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