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锂电池已成为多种应用的首选电源，包括智能手机、笔记本电脑、电动汽车、储能系统、医疗设备和工业设备。评价锂电池时，最重要的性能指标之一是其 循环寿命.
制造商经常宣传电池的循环寿命额定值，例如 500次循环、1,000次循环、2,000次循环，甚至超过6,000次循环。但循环到底意味着什么？循环寿命是如何定义的？
本文解释了锂电池循环寿命的概念、影响它的因素以及用户如何最大限度地延长电池寿命。
电池循环寿命是指电池在其容量下降到指定水平之前可以经历的完整充电和放电循环的次数。
对于锂电池，行业标准通常定义当电池的剩余容量降至时，循环寿命结束 其原始额定容量的 80%.
例如：
初始电池容量：3,000mAh
重复使用后容量：2,400mAh
剩余容量：80%
此时，电池通常被认为已达到其额定循环寿命，尽管它仍然可以运行。
许多用户认为插入电池并充电一次就等于一次循环。实际上，循环寿命取决于充电和放电的总能量。
电池电量从 100% 放电至 0%
从 0% 充电到 100%
这等于 一个完整的周期.
第一天：
电池电量从 100% 放电到 50%
充电至 100%
第二天：
电池电量从 100% 放电到 50%
充电至 100%
总放电能量等于电池容量的100%。
所以：
两次 50% 放电等于一次完整循环。
这个概念通常称为 等效全周期 (EFC).
每次充电和放电过程都会在电池内部引起微小的不可逆的化学变化。
随着时间的推移：
活性物质逐渐降解
电解液成分老化
内阻增加
锂离子被捕获在电极内
这些变化降低了电池存储和输送能量的能力。
因此，电池容量会随着使用而缓慢下降。
不同的锂电池化学成分提供不同的循环寿命性能。
电池化学 | 典型循环寿命 |
|---|---|
钴酸锂 (LCO) | 500–1,000 次循环 |
锰酸锂 (LMO) | 500–1,000 次循环 |
锂镍锰钴 (NMC) | 1,000–2,000 次循环 |
锂镍钴铝 (NCA) | 1,000–2,000 次循环 |
磷酸铁锂 (LiFePO4) | 2,000–6,000+ 周期 |
钛酸锂（LTO） | 10,000–20,000+ 周期 |
在市售锂电池中， 磷酸铁锂电池以其优异的循环寿命和安全性能而受到广泛认可.
电池制造商遵循标准化测试程序。
典型的循环寿命测试包括：
使用指定的电流和电压参数对电池进行充电。
电池在规定条件下放电直至达到截止电压。
充电和放电过程不断重复。
定期测量电池容量。
当容量下降到预定水平（通常为80%）时，完成的循环总数被记录为电池的循环寿命。
循环寿命不仅仅受到电池化学成分的影响。
放电深度是指每个循环期间使用了多少电池容量。
例如：
100% DOD：完全放电
50% DOD：半放电
20% DOD：轻微放电
一般来说：
放电越浅，循环寿命越长。
国防部 | 大约循环寿命 |
|---|---|
100% | 降低 |
80% | 缓和 |
50% | 更高 |
20% | 更高 |
这就是为什么许多电池系统尽可能避免完全放电的原因。
将锂电池充电至最大电压会给电池带来更大的压力。
例如：
充电至 4.20V 可提供最大容量。
充电至 4.10V 可能会略微降低容量，但会显着延长使用寿命。
许多工业应用故意使用较低的充电电压来延长电池寿命。
温度是影响电池寿命的最关键因素之一。
过多的热量会加速：
电解质降解
电极老化
容量损失
极低的温度会降低电池性能，并且如果充电低于建议的限制，可能会损坏电池。
对于大多数锂电池：
20°C–25°C 被认为是最佳工作温度范围。
快速充电和大电流放电会产生额外的热量和压力。
反复暴露在高电流下会加速老化并缩短循环寿命。
使用适当的充电和放电速率有助于保持电池健康。
即使不使用，锂电池也会继续老化。
对于长期储存：
保持约 40%–60% 的充电状态
储存于阴凉、干燥的环境中
避免在充满电的情况下长时间存放
适当的存储可以显着减少随时间推移的容量损失。
未必。
达到额定循环寿命的电池并不被视为无法使用。
例如：
原始容量：100%
额定循环寿命后：80%
电池仍然可以工作，但运行时间较短。
在许多应用中，根据性能要求，电池会在超出其额定循环寿命的情况下继续运行。
用户可以通过以下几种最佳实践来最大限度地延长电池寿命：
避免频繁深度放电。
防止过度充电和过度放电。
让电池远离过热的地方。
使用具有适当充电配置文件的优质充电器。
避免长时间存放充满电的电池。
遵循制造商推荐的操作条件。
尽量减少暴露在极端温度下。
这些简单的做法可以显着提高电池寿命和整体可靠性。
锂电池的循环寿命是指电池在容量下降到指定水平（通常为原始容量的80%）之前可以完成的充放电循环次数。
循环寿命取决于多种因素，包括电池化学成分、放电深度、充电电压、工作温度、充电速率和存储条件。虽然所有锂电池都会随着时间的推移而逐渐老化，但正确的使用和维护可以大大延长其使用寿命。
了解循环寿命的定义有助于用户在为消费电子产品、工业设备、医疗设备、储能系统和电动汽车选择电池时做出更好的决策。通过正确管理电池，用户可以最大限度地提高性能、提高安全性，并从储能投资中实现最佳的长期价值。
