怎樣在現(xiàn)有技術水平上延長電池使用壽命呢?
根據(jù)目前各車企公布的車輛及電池質保服務標準,動力電池大多提供5年10萬公里的質保,如何在現(xiàn)有技術水平上延長電池使用壽命?最主要的還是取決于充電方式。
北京、上海作為全國領先新能源汽車推廣示范城市,修改地方管理細則是為了響應今年5月四部委發(fā)布的《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》對質量質保提出的明確要求,即新能源汽車生產企業(yè)應對消費者提供動力電池等儲能裝置、驅動電機、電機控制器質量保證,其中乘用車生產企業(yè)應提供不低于8年或12萬公里(以先到者為準)的質保期限。
據(jù)電池業(yè)內人士透露,一些標榜能提供8年質保的電池,實際可能達不到這一水平。由于在電動汽車動力鋰離子電池組中,單體電池在生產制造中存在個體差異,在使用中老化程度也不一樣,若不在充電過程中采取適當措施,這種差異將被累積擴大,導致整體電池性能大打折扣或壽命嚴重縮短。因此,不同的充電方式是影響單體鋰離子電池性能和使用壽命的重要因素,合適的充電方式不僅能夠最大限度的發(fā)揮電池容量, 而且可以延長電池使用壽命。
快充是一直熱議的重點話題,大直流過猛快充就好比往水桶里用急流放水,長此以往,桶底肯定會被打薄甚至擊穿,如果先柔后勁,電池承受的電壓、電流、溫度等影響適度,壽命勢必延長。對于快充解決方案來說,既要維護電池健康狀態(tài)和使用壽命,滿足使用效率,又要注重安全,鋰離子電池在大倍率充電的情況下,也更容易出現(xiàn)高溫、過充等異常使用情況。忽略電池的運行情況,一味對鋰電池進行大倍率充電,將嚴重影響鋰電池的使用壽命,甚至引發(fā)危險,這就需要對電池的使用情況進行嚴密監(jiān)控,“柔性”控制電池充電,對全壽命周期曲線、電壓、溫升、阻值、SOC、SOH進行檢測監(jiān)控,同時監(jiān)測環(huán)境、溫度、溫差,主動維護電池健康狀態(tài),延長電池使用壽命,降低電池使用安全風險。
法國原子能委員會的電池專家Mikael Cugnet曾在美國化學學會(ACS)發(fā)表的演講中提出,如果使用得當,電動車電池壽命甚至可長達20年之久。Cugnet說,目前根據(jù)加速試驗所估計的鋰離子電池壽命一般約為8年,但這并不見得能準確反映出鋰離子電池實際上能持續(xù)使用多長的時間。他認為,如果使用得當,電動車電池組能夠可靠地運作15年,甚至還可能長達20年之久。最主要的還是取決于用戶如何充電的方式,以及在什么樣的溫度環(huán)境下使用。
對于關注電動汽車的消費者而言,除了里程焦慮,最關心的問題就是關于動力電池的質保問題,作為電動汽車的核心部件,一旦出現(xiàn)電池容量大幅度衰減、使用壽命縮短等問題,就需要花錢維修或更換電池組,電動車本來具有的“成本優(yōu)勢”也將蕩然無存。那么,看來只有充電設備企業(yè)能為消費者排憂解難,盡快研發(fā)出真正可以延長電池壽命的充電技術和解決方案,讓電池的質保期限實實在在。
隨著環(huán)保問題越來越多地受到更多國家的關注,新能源汽車也不斷地在更多的國家被研發(fā)推廣。與此同時業(yè)界預計,2015年新能源車電池累計報廢量約在2-4萬噸 。新能源汽車動力電池的回收與再利用已成為一個不可忽視的問題。
動力鋰電池的使用壽命大概是20年,但是用于汽車,只能是3-5年就要報廢,因為它的容量衰減到初始容量80%以下時,電動汽車的續(xù)航里程就會明顯減少,動力電池3-5年必須要更換,所以價格偏高也限制了電動汽車推廣的重要因素。據(jù)中國汽車技術研究中心專家介紹,預計2015年,我國的動力電池累計報廢量大概在2-4萬噸,到了2020年前后,我國僅純電動乘用車和混合動力乘用車的動力電池累計報廢量將會達到12-17萬噸的規(guī)模 。
記者了解到,回收電池的技術路線相當復雜,比如在對廢鋰電池的處理上,首先要對其進行預處理,包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解之后的塑料以及鐵外殼可以回收;然后再對電極材料進行堿浸出、酸浸出,多種程序之后然后再進行萃取。這套復雜的程序使得很多回收企業(yè)都望而卻步。
從目前歐美國家的情況來看,有些廠商正在大力推進動力電池回收研究利用,為大規(guī)模商業(yè)回收進行技術儲備。例如,比利時優(yōu)美科公司開發(fā)超高溫技術,處理廢舊鋰電池。而豐田汽車公司也是與優(yōu)美科合作,對豐田汽車的鋰電池進行回收處理。美國一家公司反其道而行之,它利用液氮在超低溫環(huán)境下對于鋰電池進行處理,使其化學性質變的不活潑。甚至還沒有動力電池制造商的德國,也在著手研究回收網絡體系建設。
據(jù)了解,目前我國動力電池研究主要還是集中在提高其安全性能及使用壽命方面,而對于回收利用環(huán)節(jié)是相當少的,甚至是嚴重脫節(jié)的。作為動力電池的鋰離子電池含有汞、鎘、鉛等大量有毒的重金屬元素,而其正負極材料、電解質溶液等物質對環(huán)境也是有相當大的影響,每年幾萬噸的數(shù)量將來的處理的確是個問題。隨著電動車需求全面攀升,到2017年鋰電將會供不應求,所以國內專家呼吁應該及早的研究動力電池回收以及再利用的問題,成立專門的回收機構。隨著環(huán)保問題越來越多地受到更多國家的關注,新能源汽車也不斷地在更多的國家被研發(fā)推廣。與此同時業(yè)界預計,2015年新能源車電池累計報廢量約在2-4萬噸 。新能源汽車動力電池的回收與再利用已成為一個不可忽視的問題。
我國動力電池延長壽命 技術突破成關鍵
上海同北京一樣作為全國領先新能源汽車推廣示范城市,也在考量提高動力電池的使用期限,綜合目前各車企的動力電池質保服務標準來看,動力電池一般能運行5年10萬公里。如何突破技術瓶頸,延長電池的使用壽命是當下各電池生產企業(yè)共同面對的課題。
電動汽車的瓶頸在于電池,只有電池動力問題解決了,其他問題都能迎刃而解。在目前技術條件下,改變動力電池的充電方式是延長電池壽命的不錯選擇。業(yè)內人士指出,目前宣傳的8年質保,其實并不一定能夠實現(xiàn)。汽車動力電池在生產過程中由于生產工藝的差異,電池組內的電池單體性能也存在些許差別。隨著時間地推移,電池組內的單體差異會逐步擴大,最終會影響電池的性能,造成電池性能的快速衰減。而不同的充電方式是影響單體鋰離子電池性能和使用壽命的重要因素,合適的充電方式不僅能夠最大限度的發(fā)揮電池容量,而且可以延長電池使用壽命。
我國動力電池延長壽命 技術突破成關鍵
充電時間長,續(xù)航里程短是當前電動汽車備受詬病。為此采取的大倍率快充方式雖然解決了充電時長的問題,但其實嚴重影響鋰電池的使用壽命。一味地追求快速充電方式,進行大倍率充電,容易出現(xiàn)高溫、過充等異常情況甚至引發(fā)危險。而采取“先柔后勁”的充電方式,在電池所能承受的電壓、電流之下,并監(jiān)測環(huán)境、溫度、溫差,主動維護電池健康狀態(tài),都有助于延長電池使用壽命,降低安全風險。
充電方式是延長電池壽命的方法之一,但不是根本上的解決方案。電池壽命和穩(wěn)定性的提高還需從技術上取得突破。針對于我國現(xiàn)狀,動力電池從生產技術層面來說,我國電池企業(yè)在生產和研發(fā)能力上都落后于世界水平。新能源汽車的產量達到7.6萬輛,同比增幅達到2.5倍。新能源汽車的配套動力電池出現(xiàn)大量缺口,再加上動力電池行業(yè)壁壘較低,導致大批技術含量較低的電池企業(yè)投入生產,最后造成國內低端電池產能過剩、高端電池市場空白的局面。此外,技術含量較低的電池能量密度較低,這就影響了新能源汽車的續(xù)航里程,若生產同樣容量的電池,我國電池重量將超過日韓企電池重量,這又將影響新能源汽車的輕量化發(fā)展。
另外,我國電池行業(yè)內缺乏統(tǒng)一的生產標準,各家電池企業(yè)生產的動力電池通用性很差,無法達到標準化、規(guī)模化生產,也加大了電池設計的工作量。由于沒有統(tǒng)一行業(yè)標準,各企業(yè)生產的電池充放電性能相去甚大。上游缺乏標準,無法標準化,這就直接導致了充電樁呈現(xiàn)出了較大差異,也成為了充電難的原因之一。統(tǒng)一的電池標準將有助于規(guī)范電池行業(yè),有助于節(jié)約人力物力成本,將資源更多地投入到電池的研發(fā)和生產工藝的改進上來。
我國動力電池延長壽命 技術突破成關鍵
一邊是國家對電動汽車的支持力度不斷加碼,動力鋰電池面臨難得的發(fā)展機遇。另一邊卻由于電池續(xù)航能力、安全性等障礙遲遲未能突破。與國際相比,中國在電動汽車動力電池方面存在很多問題。一方面,中國先進材料和機理研究較差,電池結構設計技術先進性較低,另一方面,自動化程度較低,精工藝的開發(fā)能力也較弱。電池系統(tǒng)并不是只要將單體組合即可,其實是一項很復雜的技術。另外,電池所需的高端材料供給尚不足,一致性、良品率、安全性、可靠性、產品性能不能完全滿足市場要求,企業(yè)創(chuàng)新能力總體不強,優(yōu)勢產能不足。













