对优质锂离子电池的要求是什么？ 一般来说，长寿命、高能量密度和可靠的安全性能是衡量一个优质锂离子电池的先决条件。 锂离子电池目前应用于日常生活的方方面面，但生产厂家或品牌不同。 锂离子电池的使用寿命和安全性能存在一定差异，这与生产工艺标准和生产材料密切相关； 以下条件必须是优质锂离子的条件；

1。 使用寿命长

二次电池的寿命包括循环寿命和日历寿命两个指标。 循环寿命是指电池经过厂商承诺的循环次数后，剩余容量仍大于或等于80%。 日历寿命是指在制造商承诺的时间内，无论是否使用，剩余容量不得低于80%。

寿命是动力锂电池的关键指标之一。 一方面，更换电池的大动作确实很麻烦，用户体验不好； 另一方面，从根本上说，生命是一个成本问题。

锂离子电池的寿命是指电池在使用一段时间后，容量衰减到标称容量（室温25℃，标准大气压，70C放出电池容量的0.2%） ，而生命可以被视为生命的终结。 在行业中，循环寿命一般以锂离子电池完全充电和放电的循环次数来计算。 在使用过程中，锂离子电池内部发生不可逆的电化学反应，导致容量下降，如电解液分解、活性物质失活、正负极结构塌陷等。导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少。 等待。 实验表明，较高的放电速率将导致容量衰减较快。 如果放电电流小，电池电压会接近平衡电压，可以释放更多的能量。

三元锂离子电池的理论寿命约为800次循环，在商用可充电锂离子电池中处于中等水平。 磷酸铁锂约为2,000次循环，而钛酸锂据说可以达到10,000次循环。 目前主流电池厂商在其三元电池的规格上承诺500次以上（标准条件下充放电）。 但是，电池组装成电池组后，由于一致性问题，最重要的因素是电压和内阻不可能完全相同，其循环寿命在400次左右。 推荐的 SOC 使用窗口为 10%~90%。 不建议深度充放电，否则会对电池的正负极结构造成不可逆的损坏。 如果按浅充浅放电计算，循环寿命至少为1000次。 此外，如果锂离子电池在高倍率和高温环境下频繁放电，电池寿命将急剧下降到200次以下。

2. 更少的维护，更低的使用成本

电池本身每千瓦时的价格很低，这是最直观的成本。 除此之外，对于用户来说，成本是否真的低取决于“电力全生命周期成本”。

“全生命周期用电成本”，将动力锂电池的总电量乘以循环次数，得到电池全生命周期可使用的总电量，以及电池的总价电池组除以这个总和，得到全生命周期每千瓦电的价格。

我们通常所说的电池价格，比如1,500元/千瓦时，只是按照新电芯的总能量计算的。 事实上，每单位生命的电力成本是最终客户的直接利益。 最直观的结果是，如果你买两块相同价格、相同功率的电池组，一个充放电50次就达到寿命终点，另一个充放电100次后可以重复使用。 这两个电池组一目了然，哪个更便宜。

说白了就是长寿命，耐用，降低成本。

除了以上两个成本外，还要考虑电池的维护成本。 单纯考虑初始成本，选择问题单元，后期维护成本和人工成本太高。 关于电芯本身的保养，参考人工平衡很重要。 BMS内置的均衡功能受限于自身设计均衡电流的大小，可能无法达到理想的电池间平衡。 随着时间的推移，电池组内压差过大的问题就会出现。 在这种情况下，必须进行手动均衡，对电压过低的电芯单独充电。 这种情况出现的频率越低，维护成本就越低。

3. 高能量密度/高功率密度

能量密度是指单位重量或单位体积所包含的能量； 电池的平均单位体积或质量所释放的电能。 一般同等体积下，锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，镍氢电池的1.8倍。 因此，在电池容量相同的情况下，锂离子电池会优于镍镉电池和镍氢电池。 体积更小，重量更轻。

电池能量密度=电池容量×放电平台/电池厚度/电池宽度/电池长度。

功率密度是指单位重量或体积的最大放电功率值。 在道路车辆有限的空间内，只有增加密度，才能有效提升整体能量和整体动力。 此外，目前国家补贴以能量密度和功率密度作为衡量补贴水平的门槛，进一步强化了密度的重要性。

但是，能量密度和安全性之间存在一定的矛盾。 随着能量密度的增加，安全总会面临更新、更困难的挑战。

4. 高压

由于石墨电极基本上是作为负极材料，锂离子电池的电压主要由正极材料的材料特性决定。 磷酸铁锂的电压上限为3.6V，三元锂、锰酸锂电池的最高电压为4.2V左右（下一部分将解释为什么锂离子电池的最高电压不能超过4.2V ）。 发展高压电池是锂离子电池提高能量密度的技术路线。 为了提高电池的输出电压，需要高电位的正极材料、低电位的负极材料和高电压稳定的电解液。

5. 高能效

库仑效率，又称充电效率，是指电池在同一周期内放电容量与充电容量之比。 即放电比容量与充电比容量的百分比。

对于正极材料，就是嵌锂容量/脱锂容量，即放电容量/充电容量； 对于负极材料，就是脱锂容量/嵌锂容量，即放电容量/充电容量。

在充电过程中，电能转化为化学能，在放电过程中，化学能转化为电能。 两次转换过程中电能的输入和输出都有一定的效率，这个效率直接反映了电池的性能。

从专业物理学的角度来看，库仑效率和能量效率是不同的。 一是电比，二是功比。

蓄电池的能量效率和库仑效率，但从数学表达式上看，两者之间存在电压关系。 充放电平均电压不相等，放电平均电压一般小于充电平均电压

电池的性能可以通过电池的能效来判断。 从能量守恒来说，损失的电能主要转化为热能。 因此，能效可以分析电池在工作过程中产生的热量，进而分析内阻与热量的关系。 并且众所周知，能效可以预测电池的剩余能量，管理电池的合理使用。

由于输入功率往往不用于将活性物质转化为带电状态，而是消耗了一部分（例如发生不可逆副反应），因此库仑效率往往小于100%。 但就目前的锂离子电池而言，库仑效率基本可以达到99.9%以上。

影响因素：电解液分解、界面钝化、电极活性材料的结构、形貌和电导率的变化都会降低库仑效率。

另外值得一提的是，电池衰减对库仑效率影响不大，与温度关系不大。

电流密度反映了单位面积上通过的电流大小。 随着电流密度的增加，通过电堆的电流增加，电压效率因内阻下降，库仑效率因浓差极化等原因下降。 最终导致能源效率的降低。

6. 良好的高温性能

锂离子电池具有良好的高温性能，这意味着电芯处于较高温度的环境中，电池的正负极材料、隔膜和电解液也能保持良好的稳定性，在高温下能正常工作，生活不会加速。 高温不易引起热失控事故。

锂离子电池的温度显示了电池的热状态，其本质是锂离子电池发热和传热的结果。 研究锂离子电池的热特性，以及它们在不同条件下的发热和传热特性，可以使我们认识到锂离子电池内部发生化学放热反应的重要途径。

锂离子电池的不安全行为，包括电池过充过放、快速充放电、短路、机械滥用情况和高温热冲击等，很容易引发电池内部危险的副反应并产生热量，直接破坏负极和正极 表面钝化膜。

当电芯温度升至130℃时，负极表面的SEI膜发生分解，使高活性锂碳负极暴露在电解液中发生剧烈的氧化还原反应，产生的热量发生使电池进入高危状态。

当电池内部温度升至200℃以上时，正极表面的钝化膜使正极分解产生氧气，并继续与电解液剧烈反应产生大量热量，形成高内压. 当电池温度达到240℃以上时，伴随着锂碳负极与粘合剂发生剧烈的放热反应。

锂离子电池的温度问题对锂离子电池的安全性影响很大。 使用环境本身就有一定的温度，锂离子电池在使用时也会出现温度。 重要的是，温度会对锂离子电池内部的化学反应产生更大的影响。 过高的温度甚至会损害锂离子电池的使用寿命，严重时还会对锂离子电池造成安全问题。

7.良好的低温性能

锂离子电池具有良好的低温性能，这意味着在低温下，电池内部的锂离子和电极材料仍能保持高活性、高剩余容量、减少放电容量退化、允许充电率大。

随着温度的下降，锂离子电池的剩余容量加速衰减。 温度越低，容量衰减越快。 低温强行充电危害极大，极易引发热失控事故。 在低温下，锂离子和电极活性材料的活性降低，锂离子嵌入负极材料的速率严重降低。 当外接电源以超过电池允许功率的功率充电时，大量锂离子在负极周围堆积，嵌入电极的锂离子来不及得到电子，直接沉积在负极上。电极表面形成锂元素晶体。 枝晶生长，直接穿透隔膜，刺穿正极。 造成正负极之间短路，进而导致热失控。

锂离子电池除了放电容量严重劣化外，还不能在低温下充电。 低温充电时，锂离子在电池石墨电极上的嵌入与镀锂反应并存，相互竞争。 在低温条件下，锂离子在石墨中的扩散受到抑制，电解液的电导率降低，导致嵌入率下降，使石墨表面更容易发生镀锂反应。 锂离子电池在低温下使用时寿命下降的主要原因是内阻增加和锂离子析出导致容量下降。

8. 安全性好

锂离子电池的安全性不仅包括内部材料的稳定性，还包括电池安全辅助措施的有效性。 内部材料的安全性是指正负极材料、隔膜和电解液具有良好的热稳定性，电解液与电极材料的相容性好，电解液本身具有良好的阻燃性。 安全辅助措施参考电芯安全阀设计、保险丝设计、温敏电阻设计，灵敏度适当。 单个单元发生故障后，可以防止故障扩散，起到隔离的作用。

9. 一致性好

通过“桶效应”，我们了解了电池一致性的重要性。 一致性是指同一电池组中使用的电芯，容量、开路电压、内阻、自放电等参数极小，性能相似。 如果电芯与其自身优异性能的一致性不好，往往在组团形成后，其优势就被抹平了。 研究表明，分组后电池组的容量由容量最小的电芯决定，电池组的寿命小于最短电芯的寿命。