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充電5分鐘,續(xù)航120km的快充到底傷不傷車(chē)?

 六嶺 2021-05-25

自從OPPO手機(jī)一句廣告詞“充電五分鐘,通話兩小時(shí)”開(kāi)始,似乎所有帶電池的設(shè)備都在普及快充。

隨著現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)越來(lái)越普及,電動(dòng)車(chē)也無(wú)一例外地都在宣傳自己充電有多快,來(lái)緩解車(chē)主們從油車(chē)過(guò)度到電車(chē)那段“陣痛”。舉個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子:特斯拉從第一代超充到現(xiàn)在第三代超充,從75Kw到現(xiàn)在250Kw,現(xiàn)在也可以宣稱“充電5分鐘,行駛120km”。就連廣汽長(zhǎng)安都打算部署600Kw的超充電樁,好像現(xiàn)在超充是越來(lái)越簡(jiǎn)單了。

然而問(wèn)題恰恰就出在這里,大家都知道快充這東西對(duì)于手機(jī)和筆記本電腦來(lái)說(shuō)是有一定損害的,但這么快的充電速度對(duì)于汽車(chē)的動(dòng)力電池到底損傷大不大呢?

畢竟“換個(gè)電池比買(mǎi)輛車(chē)還貴”電池?fù)p耗肯定是所有考慮電動(dòng)車(chē)主們必須考慮的問(wèn)題。

今天泰哥就這個(gè)問(wèn)題和各位老爺們一起聊一下汽車(chē)快充到底傷不傷車(chē)。

手機(jī)電腦電池只有5年壽命

電動(dòng)車(chē)的壽命到底可以用多久

要知道快充傷不傷電池,首先我們先來(lái)復(fù)習(xí)一遍電池壽命是怎么計(jì)算的。

大家都知道,我們手機(jī)上的鋰電池一般用個(gè)2年左右就會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)虛電的情況,大家都認(rèn)為是電池壽命到了。然而電池的使用壽命是按照一個(gè)叫做循環(huán)重放次數(shù)和時(shí)鐘小時(shí)數(shù)來(lái)計(jì)算的。(充電時(shí)鐘今天就不說(shuō)了)

手機(jī)電池要求充放電循環(huán)1000周(有要求800周、700周)容量保持率>80%,也就是每天一充電,用不到3年后電池容量還剩余80%。

而動(dòng)力電池的使用壽命則是500周大于90%,或者1000周大于80%,一周一次滿充滿放,可以用1000/52=19.2年,也就是說(shuō)19.2年后電池的容量還剩余80%!

看到差別了嗎?其實(shí)沒(méi)太大差別!

都是要求循環(huán)1000周,但手機(jī)的使用條件是一天一個(gè)充放,而汽車(chē)一周左右才能充放一次,所以差別了幾倍!也就是你手機(jī)可以用2年,汽車(chē)就起碼可以用14年。一般來(lái)講在理想狀況下,電池的充電循環(huán)次數(shù)大概可以到1000-2000次,還能保證80%以上的可用容量。(因?yàn)榈陀?0%電池就屬于報(bào)廢狀態(tài)了)

那這個(gè)20%不到的容量損耗到底去哪里了呢?

這就是充放電帶來(lái)的損耗!

電池充放影響壽命

快充影響力運(yùn)動(dòng),溫度引起失控

首先我們來(lái)說(shuō)說(shuō)充放電的原理,鋰電池采用的是非常獨(dú)特的鋰嵌(Intercalation)化學(xué)反應(yīng),我們可以將電池內(nèi)部看做一個(gè)倉(cāng)庫(kù):充放電就是鋰離子在正負(fù)極反復(fù)搬運(yùn)的過(guò)程。

充電時(shí)鋰離子在電子的搬運(yùn)下,從正極釋放嵌入到負(fù)極的石墨碳層微孔,存儲(chǔ)能量;放電時(shí),電解液發(fā)生反應(yīng),這些帶電荷的鋰離子從負(fù)極脫嵌流向正極,這樣便產(chǎn)生了電流。

就是這樣一個(gè)搬運(yùn)過(guò)程,所以大家知道只要負(fù)極的石墨微孔不堵塞、電解液不變質(zhì)就能一直保證鋰離子充放電運(yùn)動(dòng)。但是,這其中也是會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的。就比如快充就是利用高壓高電流強(qiáng)行使鋰離子快速?gòu)恼龢O嵌出并嵌入負(fù)極,在短時(shí)間內(nèi)快速將鋰離子從正極搬到負(fù)極。

這樣就會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題:濃差極化反應(yīng)

在電流很大時(shí),電極負(fù)極(石墨)表面的一層半透膜(SEI 膜——類(lèi)似于隔離墻的存在,將電極材料和電解液分開(kāi),避免其發(fā)生反應(yīng))會(huì)開(kāi)始發(fā)生破裂,隨后電極材料和電解液產(chǎn)生反應(yīng),石墨當(dāng)中可以嵌套的微孔損壞沒(méi)法儲(chǔ)存更多鋰離子,于是電量就下來(lái)了。

與此同時(shí)如果大電流持續(xù)使用的話,電池內(nèi)部電子大量且高速的運(yùn)動(dòng)會(huì)將會(huì)使電解液當(dāng)中的鋰金屬析出出現(xiàn)結(jié)晶產(chǎn)生枝晶現(xiàn)象。鋰枝晶的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致電池的臨界溫度大幅降低,進(jìn)而使熱失控風(fēng)險(xiǎn)增加。

所以說(shuō)快充雖然可以加速鋰離子從正極析出到達(dá)負(fù)極,但同時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)使鋰離子金屬化成為結(jié)晶,一旦結(jié)晶量到達(dá)臨界點(diǎn)就會(huì)引起電池短路,出現(xiàn)熱失控。雖然各大廠商都搭載BMS系統(tǒng)(Battery Management System),它是管理和監(jiān)控電池的中樞,負(fù)責(zé)調(diào)配、維護(hù)、保護(hù)電池的各個(gè)模塊,目的是保證電池工作效率、防止過(guò)充過(guò)放、延長(zhǎng)電池壽命、幫助電池正常運(yùn)行等等工作。

然而還是無(wú)法徹底避免電池自爆。。。。。

動(dòng)力電池延年益壽

記住:少虧電、多慢充、別充滿

BMS是車(chē)企在技術(shù)上應(yīng)對(duì)鋰電池折壽的措施,而我們車(chē)主也可以從用車(chē)習(xí)慣上入手。

那么車(chē)主老爺們?cè)谌粘J褂弥性趺礃友泳忞姵貕勖??其?shí)這個(gè)邏輯也我們?nèi)粘J謾C(jī)和電腦的電池使用一毛一樣,都不需要?jiǎng)邮志S護(hù)。

首先就是不要把電用完

其實(shí)泰哥翻閱了特斯拉蔚來(lái)和小鵬汽車(chē)的車(chē)主手冊(cè),當(dāng)中都提到了不要將動(dòng)力電池的儲(chǔ)備能源完全耗完。這是因?yàn)檫^(guò)度放電對(duì)于鋰電池的傷害非常大,而且屬于不可逆的損傷,泰哥平時(shí)用電腦的時(shí)候就是是不是忘了給筆記本續(xù)上電,結(jié)果到現(xiàn)在3年下來(lái)電池已經(jīng)完全充不滿了。

而新能源車(chē)上,泰哥就見(jiàn)過(guò)有的品牌電完全用完之后是無(wú)法直接充電的,必須要跨界外部電源先解鎖再充電,非常麻煩而且折壽。

充電不充滿,剩電不能低于30%

其實(shí)不只是電子產(chǎn)品電池不能過(guò)充過(guò)放外,新能源一樣也是非??量?,特斯拉和小鵬車(chē)主手冊(cè)都有寫(xiě)過(guò),電量保持在50%-90%點(diǎn)亮?xí)r最佳的。這其實(shí)就是電動(dòng)車(chē)有一個(gè)叫做“充電限值”的問(wèn)題,同樣也是為了盡量保持電池的充電次數(shù)不縮減的一種比較“蠢”的辦法。

而對(duì)于省電來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)的幾家電動(dòng)車(chē)廠家說(shuō)法也比較統(tǒng)一,都是哪怕不開(kāi),電池也會(huì)每天“跑電1%所以長(zhǎng)期停放時(shí)電量應(yīng)在50%以上來(lái)應(yīng)對(duì)鋰電池組自放電導(dǎo)致的虧電問(wèn)題并且建議每個(gè)月就要充一次電。

慢充比快充對(duì)電池更好

快充的原理主要是通過(guò)直流電流使鋰電池快速地從電池正極通過(guò)電解液流到負(fù)極(石墨),鋰離子會(huì)嵌入石墨材料中,如果速度過(guò)快,會(huì)導(dǎo)致鋰離子在進(jìn)入負(fù)極的時(shí)候短時(shí)間內(nèi)過(guò)多而形成堆積,產(chǎn)生不可逆效應(yīng),在放電的時(shí)候,這些堆積的鋰離子就不能參與反應(yīng),造成反應(yīng)的離子總量減少,降低了電池電量。

而蔚來(lái)的手冊(cè)也有明確注明:“避免頻繁使用大功率直流快充方式對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充電,將影響電池壽命”。道理大家都懂,但該快充的時(shí)候還是要用,畢竟時(shí)間最寶貴,不趕時(shí)間的話就盡量用慢充吧。另外慢充的充電轉(zhuǎn)換效率也更高,也更耐用(快充出來(lái)的電量比較“虛”,泰哥已經(jīng)試過(guò)好幾次了)

最后就是等等再買(mǎi)

其實(shí)現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力電池組還有相當(dāng)大的發(fā)展空間,比如寶馬打算使用的石墨烯固態(tài)硫鋰電池,就是一種非常強(qiáng)悍的技術(shù)。能量密度高達(dá)1000WH/KG,是目前主流鋰電池4倍。也就是說(shuō)同樣是510km長(zhǎng)續(xù)航車(chē),使用這個(gè)電池續(xù)航可以到2400km。

而且關(guān)鍵是這貨充放電的時(shí)候完全不會(huì)產(chǎn)生熱量。這就會(huì)能非常好地解決鋰離子析出問(wèn)題,減少熱失控概率。

只不過(guò)嘛這個(gè)電池還在實(shí)驗(yàn)室躺著,啥時(shí)候量產(chǎn)還不知道。

所以到時(shí)候再入手電車(chē)未嘗也不是件好事嘛~

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