電動車電池老化的原因是什么

電動車電池老化的原因是什么常常見到可愛的用戶們在評論區(qū)留言問:“電動車電池老化是不是很快”、“過幾年就得換電池,、成本是不是很高”,、“電池?fù)p耗到有沒有保修”、“怎么樣電池才能用久一點”....可見,,大家對電動車上這塊『電池』有多么耿耿于懷,。

想想也是,在電動車上的三大核心組件(電池,、電機,、電控)中,光電池這一項成本就要占整車的30%~50%,。壞一塊電池就是半臺車,,能不關(guān)心嗎?

電池的『理論壽命長短』取決于它的物理特性,電池的『實際壽命長短』取決于用戶個人的使用習(xí)慣,。好比都是用iPhone,,有的人用一年后仍無異樣、有的人用半年就得背著充電寶到處走,,同樣的道理,。

開始之前,再次跟大家科普一個知識點:目前電動車上最常見的電池主要是三元鋰,、磷酸鐵鋰兩種,,本質(zhì)上都屬于鋰電池。由于沒有記憶效應(yīng),,鋰電池壽命的主要依據(jù)是『完全充放循環(huán)次數(shù)』,。完全充放循環(huán)次數(shù)是指電池完成一次100%用電充電的使用循環(huán),譬如『用完再充,,一次性從0%充至100%』和『充一部分用一部分,,兩次從30%充到80%』都是一次完整的充電循環(huán)。循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定限度時,,電池余量就不足以正常使用,,這個時候我們就說電池生命周期結(jié)束了。

那么,,有什么習(xí)慣可以延長電池的生命周期呢?

習(xí)慣一:淺充淺放,,別等沒電才充電

雖然沒有硬性標(biāo)準(zhǔn),但通常認(rèn)為:當(dāng)電池低于10%甚至沒電時才進(jìn)行充電,,就屬于過度放電了;當(dāng)電池在20%~90%之間進(jìn)行充電,,且并不充至100%,,則屬于淺充淺放。

這里應(yīng)該有很多人會感到奇怪:這么反復(fù)充,,不是浪費了充電次數(shù)嗎?非也,。再看看上面的前提,電池壽命的依據(jù)是『完全充放循環(huán)次數(shù)』,,而不是單次充電次數(shù),。那...為什么要這樣淺充淺放呢?

從分子層面看,過度放電將導(dǎo)致負(fù)極石墨過度釋放鋰離子,,使其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷;過度充電將把過多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極石墨結(jié)構(gòu)中,,而使得部分鋰離子發(fā)生沉積,再也無法被釋放,。同時,,過度放電會使得負(fù)極板的銅電鍍到正極上,破壞正極的微觀結(jié)構(gòu),。

但好在充電技術(shù)也在進(jìn)步,,現(xiàn)在過充問題可以交給電源管理系統(tǒng)(BMS, battery management system)解決,該系統(tǒng)會嚴(yán)格控制進(jìn)出電池的電量,,從而保證電池一直在安全狀態(tài)下工作,。但是這樣的電池管理系統(tǒng)精度有限,無法抵消過充過放對電池的影響,。

因此,,在日常用車中,最好不要把電池用光才充電,,下班回家停車庫的時候就可以即插即充,。養(yǎng)成淺充淺放的好習(xí)慣,讓你的電池?fù)p耗越慢,。

習(xí)慣二:首選常規(guī)充電,,少用快充

要弄明白這一點,首先要理清楚電池的充放電原理,。

鋰電池有兩極,,正極是鋰化合物,負(fù)極為石墨,。充電與放電,,實際上就是一個化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的過程:充電時,在電場作用下,,鋰離子嵌入到負(fù)極的石墨碳層微孔,,存儲一定能量;放電時,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,這些帶著電荷的鋰離子脫嵌,,使正極處于富鋰狀態(tài)。這個過程,,就形成了電流供電,。

理想狀態(tài)下,只要正負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化,,鋰離子電池就能保證長時間,、多次數(shù)循環(huán)。

但是!快充的原理是使鋰離子快速從正極嵌出并嵌入負(fù)極,,增大鋰離子的流量,。在電流增大時,電極負(fù)極(石墨)表面的一層半透膜 (SEI 膜)會有發(fā)生破裂,,使電極材料和電解液相互反應(yīng),,另外溫度升高也會讓電池內(nèi)部發(fā)生副反應(yīng)破壞電池上的化學(xué)物質(zhì),導(dǎo)致可逆性降低,,多重原因使得電池容量不斷減少,。

這么說,那快充豈不是無用功?非也?,F(xiàn)階段的快充,,主要目的還是應(yīng)急。當(dāng)時間有限又急需充電時,,快充可以一解燃眉之急,,但在日常用車中,慢充才是更妥當(dāng)?shù)倪x擇,。下班回家,、停在車庫,充上幾個小時并不礙事還能保護(hù)電池,。

習(xí)慣三:不要在極端溫度下用車/充電

很多電動車車主肯定都納悶過:為什么冬天到了,,電動車?yán)m(xù)航直接減半?

一部分原因是電動車沒有內(nèi)燃機,不能利用發(fā)動機的廢熱制暖,。而目前兩種主流解決方案『熱泵空調(diào)系統(tǒng)』和『電動壓縮機空調(diào)系統(tǒng)+PTC』都有一個通病——大量吃電,。

另一部分的原因就是低溫環(huán)境對電池內(nèi)部的電解液活性的影響。低溫環(huán)境下,,正負(fù)極材料中的帶電離子的擴散運動能力變差,,穿越電極與電解液的鈍化膜變得更加困難,傳遞速度也因此降低,。即使鋰離子到達(dá)負(fù)極以后,,在材料內(nèi)部的擴散也變得不順暢,甚至可能在負(fù)極形成鋰凝結(jié),。短期反映為電池容量急劇減少,,長期反映為電池壽命縮短,。

在高溫條件下,電解液活性較強,,容易發(fā)生分解反應(yīng),。分解產(chǎn)物與正極材料結(jié)合,對正極材料進(jìn)行消耗,。正極材料遭到腐蝕,,晶格結(jié)構(gòu)由于缺少足夠物質(zhì)支撐而發(fā)生坍塌,鋰離子空位減少,,正極對鋰離子的容納能力下降,,使得電池容量減少。

同時,,化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物游蕩在電解液中,,可能附著在正負(fù)極電極的表面。電極表面被其它物質(zhì)覆蓋,,阻礙了反應(yīng)轉(zhuǎn)化的順利進(jìn)行,,電芯內(nèi)阻增加。電量進(jìn)一步減少,。

習(xí)慣四:避免激烈駕駛和跑高速

開頭說到,,真正決定電池理論壽命的關(guān)鍵因素是循環(huán)次數(shù)。理論上,,每個電池包的循環(huán)次數(shù)都有一個限度,,大致是800~1200次。不同于手機一天一沖,,電動車的充電頻率大致為一周一充,,以此計算,達(dá)到同樣的循環(huán)次數(shù),,有的人需要8年,,有的人需要12年,這些多出來的時間都電池的真實壽命,。一個良好的駕駛習(xí)慣,,很大程度上能幫你拉開這樣的差距。

『激烈駕駛——耗電更快——充放電次數(shù)更頻繁——循環(huán)次數(shù)消耗越快——電池年限縮短』這樣簡單的邏輯鏈大家應(yīng)該都明白,。

需要注意的是,,經(jīng)常開車的朋友肯定都知道急停、加速,、堵車最費油,,但電動車除了這幾項,還有高速行駛。

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