電池的能量存儲可以分為三個虛擬區域，即可填充的空白區、提供能量的可用區以及由于使用和老化作用造成的閑置不可用區域，或者說是巖石區，如圖1所示。

    圖1  電池能量存儲虛擬區域示意圖

    電池從制造完成時就開始衰減，一個新電池須提供100%的容量，但大多數使用中的電池組是達不到的。

    隨著電池的可用區域縮小，可填充的能量降低，充電時間逐漸縮短。在大多數情況下，由于周期循環和老化的原因，電池容量呈線性衰減。此外，深度放電給電池造成的壓力大于不完全放電，因此最好不要把電池電量全部耗盡，而是經常性充電。對于鎳基電池以及作為校準部件的智能電池則應周期性深度放電，這有助于消除鎳基電池的“記憶效應”。鎳基鋰電池在容量衰減到80%之前可以完全充放電循環300～500周。

    充放電循環并不是容量衰減的唯一原因，高溫下存儲鋰電池也會導致容量衰減。一個充滿電的鋰電池在40℃（104°F）保存一年而不使用的情況下會造成35%的容量損失。超快速充放對電池也是有害的，會使電池壽命減少一半，這對于單體鋰電池是非常明顯的。電池組比能量高，但由于單體電池的差異而顯得特別微妙。

    設備的規格參數往往基于新電池，但這僅僅是初試階段的短暫現象，而不能維持太長的時間。就像一個體育運動員，成績會隨著時間的推移而逐漸下降，并且如果任其發展，將會最終導致電池相關的故障。

    電池需要經常計算其容量衰減和最終壽命。容量衰減到80%就需要更換電池組，電池組的最終壽命極限應根據應用的不同、用戶的喜好以及公司的保障而改變。由于機械故障比較罕見，容量衰減便成了最終替代計劃的一個最佳指標，這一指標可以通過對現役電池每三個月進行一次容量核實來完成。此外，充電器充電運行狀態表征的技術也在研發中。

    除了與老化相關的衰減，硫酸鹽化和板柵腐蝕是鉛酸蓄電池衰減的主要影響因素。硫酸鹽化是指電池停留在較低倍率充電時，在陰極極板上形成的薄膜層。如果發現及時，可以通過均衡充電來消除這一狀況。板柵腐蝕可以通過改善充電狀態或采用優化的浮動充電方法來減弱。

    鎳基電池，所謂的不可用巖石區通常是由于活性物質晶體的形成而引起，也被稱為“記憶效應”。深度充放電循環的方法常常可以使電池容量恢復到全滿。周期性的放電也可以控制結晶過程，避免對隔膜的危害。

    鋰離子電池的老化是內部物質的氧化，是使用和老化過程中的一部分，并且是自然發生且不可逆轉的。

 

責任編輯：王元

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