电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
有哪些习惯可以延长电池的生命周期呢?
习惯一:浅充浅放,别等没电才充电
虽然没有硬性标准,但通常认为:当电池低于10%甚至没电时才进行充电,就属于过度放电了;当电池在20%~90%之间进行充电,且并不充至100%,则属于浅充浅放。
这里应当有很多人会感到奇怪:这么反复充,不是浪费了充电次数吗?非也。再看看上面的前提,电池寿命的根据是『完全充放循环次数』,而不是单次充电次数。那...为甚么要这样浅充浅放呢?
从分子层面看,过度放电将导致负极石墨过度释放锂离子,使其片层结构出现塌陷;过度充电将把过多的锂离子硬塞进负极石墨结构中,而使得部分锂离子发生沉积,再也无法被释放。同时,过度放电会使得负极板的铜电镀到正极上,破坏正极的微观结构。
但好在充电技术也在进步,今朝过充问题可以交给电源管理系统(BMS,batterymanagementsystem)处理,该系统会严格控制进出电池的电量,从而保证电池一直在安全状态下工作。但是这样的电池管理系统精度有限,无法抵消过充过放对电池的影响。
因此,在日常用车中,最好不要把电池用光才充电,下班回家停车库的时候就可以即插即充。养成浅充浅放的好习惯,让你的电池损耗越慢。
习惯二:首选常规充电,少用快充
要弄明白这一点,首先要理清楚电池的充放电原理。
锂电池有两极,正极是锂化合物,负极为石墨。充电与放电,实际上就是一个化学能与电能相互转换的过程:充电时,在电场用途下,锂离子嵌入到负极的石墨碳层微孔,存储一定能量;放电时,发生化学反应,这些带着电荷的锂离子脱嵌,使正极处于富锂状态。这个过程,就形成了电流供电。
理想状态下,只要正负极材料的化学结构不发生变化,锂电池就能保证长时间、多次数循环。
但是!快充的原理是使锂离子快速从正极嵌出并嵌入负极,增大锂离子的流量。在电流增大时,电极负极(石墨)表面的一层半透膜(SEI膜)会有发生破碎,使电极材料和电解液相互反应,另外温度升高也会让电池内部发生副反应破坏电池上的化学物质,导致可逆性降低,多重原由使得电池容量不断减少。
这么说,那快充岂不是无用功?非也。现阶段的快充,紧要目的还是应急。当时间有限又急需充电时,快充可以一解燃眉之急,但在日常用车中,慢充才是更妥当的选择。下班回家、停在车库,充上几个小时并不碍事还能保护电池。
习惯三:不要在极端温度下用车/充电
很多电动车车主肯定都纳闷过:为甚么冬天到了,电动车续航笔直减半?
一部分原由是电动车没有内燃机,不能利用发动机的废热制暖。而目前两种主流处理办法『热泵空调系统』和『电动压缩机空调系统+PTC』都有一个通病大量吃电。
另一部分的原由就是低温环境对电池内部的电解液活性的影响。低温环境下,正负极材料中的带电离子的扩散运动能力变差,穿越电极与电解液的钝化膜变得更加困难,传递速度也因此降低。即使锂离子到达负极以后,在材料内部的扩散也变得不顺畅,甚至可能在负极形成锂凝结。短时间反映为电池容量急剧减少,长期反映为电池寿命缩短。
在高温条件下,电解液活性较强,容易发生分析反应。分析产物与正极材料结合,对正极材料进行消耗。正极材料遭到腐蚀,晶格结构由于缺少足够物质支撑而发生坍塌,锂离子空位减少,正极对锂离子的容纳能力下降,使得电池容量减少。
同时,化学反应的副产物游荡在电解液中,可能附着在正负极电极的表面。电极表面被其它物质倾覆,妨碍了反应转化的顺利进行,电芯内阻新增。电量进一步减少。
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