锂离子电池寿命衰减的研究报告

结论：
1) 电池组的过放电将使电池组的寿命衰减加快。
2) 电池组的过放电程度越严重，寿命衰减会越快。
4、锂离子电池的使用温度和寿命衰减的关系
取同样的初始容量（5AH）、同型号、同批次的锰酸锂电池，分为以下
三组，进行下列实验：
A． 在 20℃环境温度下，采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充
电电流为 1C，充电限制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停
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记录每次循环的容量数据。
电池编号 衰减为 80％时的循环次数
A组 4.2V 充电
447
300 次循环后容量
88％
300 次循环后容量衰减
12％
B组 4.25V 充电
213
73％
27％
C组 4.3V 充电
电池编号
500 次循环后容量 500 次循环后容量衰减
A组 恒流/恒压充电方式
86.3％
13.7％
B组 恒流/脉冲充电方式
91.3％
8.7％
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结论：
1) 脉冲充电方式，能有效延缓锂离子电池的寿命衰减。
（注：由于脉冲充电方式，能有效消除电池充电过程中产生的极化效应。）
组，进行下列实验：
A． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电，将电池充电至 40％的荷电状态，
然后分别存储在 0℃、20℃、40℃和 60℃环境温度下，储存一年，检
测电池的容量占初始容量的百分比。
B． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电，将电池充满（即 100％的荷电状
态），然后分别存储在 0℃、20℃、40℃和 60℃环境温度下，储存一
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电池编号 衰减为 80％时的循环次数
300 次循环后容量 300 次循环后容量衰减
A组 3V 放电截止
448
88％
12％
B组 2.5V 放电截止
345
84％
16％
C组 2.2V 放电截止
268
75％
25％
结论： 1) 电池组在低温环境下使用寿命衰减也会加快。 2) 电池组在高温环境下使用寿命衰减会急剧加快。 5、锂离子电池的过电流充电和寿命衰减的关系
取同样的初始容量（5AH）、同型号、同批次的锰酸锂电池，分为以下 五组，进行下列实验： A． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限
电池编号
500 次循环后容量 1000 次循环后容量
A组 恒流/4V2 恒压充电
80％
67％
B组 恒流/4V1 恒压充电
82％
78％
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关于寿命衰减的总结论：
锂离子电池的使用环境温度、充电电流、充电电压、放电截止电压、 使用方式、存放时的荷电状态、存放时的环境温度、充电方式，都对锂离 子电池的寿命衰减有影响，对寿命衰减的影响程度依次是：环境温度、充 电电压、充电过流、过放电、荷电状态、充电方式、使用方式。
制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 B． 采用 1.1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电 限制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 C． 采用 1.3C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电 限制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 D． 采用 1.5C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电 限制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 E． 采用 2C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限 制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。
88.6%
11.4％
C组 低电位 1C 半充半放
22
24.5
92.0％
8.0％
D组 0.5C 慢充慢放 22
25
88.5%
11.5％
结论： 1) 无论哪种充放电循环方式，电池组在充放电循环过程中，寿命都会衰减，
内阻都会增大。 2) 大电流充放电使锂离子电池的寿命衰减较快。 3) 半充半放的使用方式可以延长锂离子电池的使用寿命。 4) 低电位的半充半放使用方式比高电位的半充半放使用方式更能延长电
年，检测电池的容量占初始容量的百分比。
存储温度
0℃ 20℃ 40℃ 60℃
A组 40％荷电 98％（一年） 96％（一年） 85％（一年） 75％（一年）
B组 100％荷电 94％（一年） 80％（一年） 65％（一年） 60％（存储三个月）
结论：
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电电流为 1C，充电限制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停
循环，循环 500 次，记录每次循环的容量数据。
电池编号
A组
B组
C组
20℃
0℃
60℃
衰减为 80％时的循环次数
448
389
170
300 次循环后容量
88％
86%
52%
300 次循环后容量衰减
12％
14%
48%
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循环，循环 500 次，记录每次循环的容量数据。
B． 在 0℃环境温度下，采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电
电流为 1C，充电限制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循
环，循环 500 次，记录每次循环的容量数据。
C． 在 60℃环境温度下，采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充
1) 电池组在充满状态下存储，寿命衰减较快。
2) 电池组的存储温度越高，寿命衰减越快。在超过 40℃高温存储时，寿命
会迅速衰减。
3) 在高荷电状态并且高温存储时，衰命衰减急剧，只能存放不到三个月时
间。
7、电池组的脉冲充电方式和寿命衰减的关系
取同样的初始容量、同型号、同批次的锂离子电池，分为以下 2 组，
当多个电池串联成锂离子电池组时，由于电池的不一致性（寿命衰减 率、自放电率、内阻、装配位置），对于不带平衡功能的电池组，电池组很 容易就形成内部有一部分电池被过充电，一部分电池被过放电，从而大大 的加速了整个电池组的寿命衰减过程。
为延长锂离子电池组的使用寿命，可以采用以下的方法： 1) 尽可能在常温环境下使用。若环境温度较高时，可以加一些散热措施，
Hale Waihona Puke BaiduD组 1.5C 充电
297
79%
21%
E组 2C 充电
222
75%
25%
结论： 1) 电池组以超过 1C 的电流过流充电时，电池组的寿命衰减会加快。 2) 电池组的过电流充电程度越严重，寿命衰减越快。
6、锂离子电池的存储方式和寿命衰减的关系
取同样的初始容量（5AH）、同型号、同批次的锰酸锂电池，分为以下 2
池使用寿命。 2、锂离子电池的过充电和寿命衰减的关系
取同样的初始容量（5AH）、同型号、同批次的锰酸锂电池，分为以下 三组，进行下列实验： A． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限
制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 B． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限 制电压为 4.25V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 C． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限 制电压为 4.3V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次，
当环境温度较低时，可以增加一些加热装置。（高温是电池寿命衰减的
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电池编号
衰减为 80％时的循环次 数
300 次循环后容量 300 次循环后容量衰减
A组 1C 充电
447
88％
12％
B组 1.1C 充电
358
82%
18%
C组 1.3C 充电
299
79.5%
20.5%
实验结束后，实验结果如下：
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电池编号
电池初始内阻（mΩ） 循环结束电池内阻（mΩ） 循环结束电池容量百分比
容量衰减
A组 1C 电流 深充深放
22
24
83.7%
16.3％
B组 高电位 1C 半充半放
22
23
进行下列实验：
A． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电，充电时采用恒流恒压（4V2/1C） 的方式充电，放电为恒流放电至 3V 截止电压，温度为常温状态，做 500 次充放电循环。检测电池的容量占初始容量的百分比。
B． 采用 1C 电流，第一阶段进行恒流充电，当电池电压到达 4V2 后，改 用脉冲方式对电池进行充电，直至电池充满。脉冲充电阶段，脉冲宽 度固定为 875mS，每当电池电压下降到 4V2 时，就充电一个脉冲，直 到脉冲宽度的占空比下降到 6.25%（即周期成为 14S）时，判定电池 充满，中止充电。放电为恒流放电至 3V 截止电压，温度为常温状态， 做 500 次充放电循环。检测电池的容量占初始容量的百分比。
实验： A． 1C 满充满放：充电至 100％的荷电状态，再放电至 3V 截止电 压，再充满，充放电使用 1C 的电流，循环 300 次。 B． 50％半充半放(高荷电)：即充电至 100％的荷电状态（充满） 后放电至 50％的荷电状态，再充满，充放电电流使用 1C 的电 流,如此循环，循环 600 次。 C． 50％半充半放(低荷电)：即电池只充电至 50％荷电状态，再放 电至 3V 截止电压，再充电至 50％的荷电状态，充放电电流使 用 1C 的电流, 如此循环, 循环 600 次。 D． 0.5C 满充满放：充电至 100％的荷电状态，再放电至 3V 截止 电压，再充满，充放电使用 0.5C 的电流，循环 300 次。
制电压为 4.2V，放电截止电压为 3V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 B． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限 制电压为 4.2V，放电截止电压为 2.5V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。 C． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限 制电压为 4.2V，放电截止电压为 2.2V，如此不停循环，循环 500 次， 记录每次循环的容量数据。
161
59％
41％
结论： 1) 电池组的过充电将使电池组的寿命急剧衰减。 2) 电池组的过充电程度越严重，寿命衰减越快。 3、锂离子电池的过放电和寿命衰减的关系
取同样的初始容量（5AH）、同型号、同批次的锰酸锂电池，分为以下 三组，进行下列实验： A． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电和放电，充电电流为 1C，充电限
锂离子电池的重要特性
一、 锂离子电池的寿命衰减 锂离子电池无论是在充放电循环过程中，还是在存储过程中，都会发
生“寿命衰减”现象，下面以各种实验结果来说明锂离子电池在不同的使 用过程中的寿命衰减关系。（注：多数实验数据收集自电池研究机构和行业 内厂家以及公开发表的论文。）
1、 使用方式和充放电的电流大小与寿命衰减的关系 取同样的初始容量、同型号、同批次电池，分为以下四组，进行下列
8、降低电池的充电电压和寿命衰减的关系
取同样的初始容量、同型号、同批次的锂离子电池，分为以下 2 组， 进行下列实验： A． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电，充电时采用恒流恒压的方式充
电，恒压值为 4V2，放电为恒流放电至 3V 截止电压，温度为常温状态， 做 1200 次充放电循环。检测电池的容量占初始容量的百分比。 B． 采用 1C 的标准充放电方式进行充电，充电时采用恒流恒压的方式充 电，恒压值为 4V1，放电为恒流放电至 3V 截止电压，温度为常温状态， 做 1200 次充放电循环。检测电池的容量占初始容量的百分比。