新能源汽車電池容量衰減原因是什么？新能源汽車電池容量衰減有什么辦法嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-21 20:36
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首先來看看鋰電池的概念。其實無論是手機等電子設備上的鋰電池還是電動汽車的動力電池，其原理都是一樣的。
鋰離子電池主要由正極（含鋰化合物），負極（碳素材料），電解液，隔膜四個部分組成。電池就是靠鋰離子來回穿過這層隔膜完成充電放電的。
在充電時，正極上鋰原子電離成鋰離子和電子（脫嵌），鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極，得到電子，被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中（插入）；電池放電時，嵌在負極碳層中的鋰原子，失去電子（脫插）成為鋰離子，通過電解液，又運動回正極（嵌入）。
由此可見，有效鋰離子的數(shù)量直接決定了電池的電量。
在多次充電后，一小部分“積勞成疾”的鋰離子會失去活性，變成“沉積的鋰離子”，并在電池內(nèi)部形成一種電絕緣外殼。這個外殼越厚，電池的性能就越差。另外在放電時，也有一部分鋰離子會被消耗以此補充交換膜的損壞。因此，在使用過程中，能夠堅持工作的鋰離子數(shù)量必然會越來越少，其外在表現(xiàn)便是電池衰減，續(xù)航里程下降。一般來說，當動力電池的衰減達到20%的時候，便不適合繼續(xù)使用了。
先天缺陷目前沒辦法解決
就目前來看，電動車的電池市面上基本上就只有兩種，第一種是磷酸鐵鋰電池，第二種就是三元鋰電池。當然，由于三元鋰電池能量密度比較高同等條件下體積會更小，而且在低溫條件下的表現(xiàn)也更好所以三元鋰電池的使用率是要高于磷酸鐵鋰電池的。
但是無論是采用的哪一種鋰電池，它們的工作原理都是差不多的，都是基于鋰原子在正負極的運動來進行放電。對于電池來說，安全問題是其一，但是這個問題是有一定的不確定性，那么還有一點就是電池衰減了，這個問題就可以用肯定來說了。因為只要你是鋰電池，那么衰減就是必然的事情。
不光是汽車上面的鋰電池，其實包括我們的手機、電腦等等設備，它們的鋰電池同樣也面臨衰減的問題。就拿手機來說，一臺手機剛買來的時候可能一天一充就可以了，但是用了一段時間之后，你會發(fā)現(xiàn)電池續(xù)航時間已經(jīng)大不如從前。這種現(xiàn)象就可以很直觀的看出鋰電池衰減的問題。
正常衰減與非正常衰減
就電池衰減這個問題來說，以目前的科技水平來說是沒辦法解決的。我們現(xiàn)在只能通過電池給我們的反饋，來判斷它是正常衰減還是非正常衰減。
長時間使用之后，電動車電池性能出現(xiàn)一定程度的衰減是正常的。目前國家規(guī)定，在保質期內(nèi)，電池的性能出現(xiàn)衰減不得超過20%，否則，由廠家進行免費更換。不過對于這20%的定義也是比較模糊的，因為一切都要以廠家的標準為主。
言歸正傳，回到更換電池的話題。那么，如果要更換，是更換整個電池包嗎？答案是否定的，電池包由很多電池單體組成，只要有一個電池單體出現(xiàn)問題就會影響整個電池包的性能，廠家會找出出現(xiàn)問題的電池單體，進行更換，從而實現(xiàn)電池包重新達到高性能的狀態(tài)。
除了前面所提到的正常衰減，還有就是不正常衰減的情況也會發(fā)生。不正常的衰減主要體現(xiàn)在同等電量的情況下，表顯的續(xù)航里程和之前的續(xù)航里程有大幅度的差距，比如之前100%電量的時候續(xù)航里程有350km，而此時再充到100%電量的時候只有250km了，或者從前能充進20kWh的電，現(xiàn)在只能充10kWh的電，那就說明車輛的電池衰減已經(jīng)有些不正常了。
這里要分一下冬季和夏季的情況，因為冬季鋰電池活性低，所以冬季會發(fā)生續(xù)航里程少一些的情況，但如果夏季續(xù)航里程又回到之前的續(xù)航里程，那這電池衰減也屬于正常范圍。
還有一種就是還沒有充到100%電量，但車輛充電系統(tǒng)識別已經(jīng)充到100%電量了，并在電池電量上顯示100%，然后就停止充電了。帶來的后果就是雖然表顯是100%電量，但實際上這些電量是虛假的，你甚至不敢相信它電量從100%一直掉得有多快。
其實這個現(xiàn)象也可以理解為電池組內(nèi)部電芯不均衡，電池組由電芯構成，單個電芯出現(xiàn)問題，就會影響整個電池組。當單體電芯出現(xiàn)性能衰減，電池組內(nèi)部的電芯就出現(xiàn)了不均衡，為了保護電芯，充電的時候，車輛就會以最差的電芯標準為整個電池組的標準，于是就會出現(xiàn)斷電、或者未到100%電量直接跳到100%的現(xiàn)象。
多招緩解電池衰減，新“三包”為消費者撐腰
續(xù)航里程降低、電池衰減是電動汽車面臨的常見投訴，但如果做好對電池的養(yǎng)護，是可以實現(xiàn)五年內(nèi)電池衰減下降20%，比如：少用快充，快充時電壓大，容易導致電池過充使鋰離子沉積在隔膜或電極表面，且快充時溫度較高容易對電池造成不可逆影響；或保持電池在正常溫度（0-40℃）下工作，減少產(chǎn)生副作用等做法，在一定程度上降低電池衰減。
此外，各大車企也竭力緩解電池的衰減，不僅在電池容量密度和BMS（電池管理系統(tǒng)）上做出相應提示，而且通過提高SOC（系統(tǒng)級芯片）的精度延緩內(nèi)部電子失活引起的電池容量衰減問題，此外不少車企還在電池質保上做出相應的調整，以后續(xù)質保給消費者帶來的保障。
比如前不久美國阿貢實驗室研發(fā)的PEDOT涂層，在充放電過程中可以為正極提供保護層，使其免受電池電解質的傷害。
比如日本東京大學研發(fā)的新材料“氧化還原層狀氧化物（Na2RuO3）”，可以讓電池“自我修復” ，減弱電池充放電循環(huán)的降解作用，從而延長電池壽命。
可以預見，電池衰減問題將隨著技術的發(fā)展逐步得到解決。
與此同時，國家也不不斷完善相關制度，為消費者維權撐腰，讓他們買的更加放心、安心。3月國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布“三包”修訂征求意見稿，將家用電動車的動力總成和主要零件納入汽車“三包”責任，特別是電池或電機，如果發(fā)生嚴重質量問題可退換車。更值得一提的是，此次修訂“三包”規(guī)定，國家還擬對電動汽車的電池衰減做出規(guī)定，要求生產(chǎn)企業(yè)在“三包”憑證上明示電池衰減限制和對應的測試方法。
消費者應該注意什么
對于電動汽車的消費者來講，誰也不想看到本來就沒什么優(yōu)勢的續(xù)航里程沒開多久就大打折扣。那么在日常使用的過程中需要注意些什么呢？從影響電池壽命的因素中便能得出一些結論。
1. 盡量避免暴力駕駛的習慣。猛踩電門時，電控系統(tǒng)會發(fā)出訊號，讓大量鋰離子短時間內(nèi)匯聚在放電端，長此以往會降低部分鋰離子活性。
2. 快充與慢充結合使用。過大的電流會對電池產(chǎn)生傷害，很多車企在交付時也都會就這一點提醒車主。
3. 勿長期擱置，保證每月至少充一次電。電池的特殊性決定了閑置時間越長，越有可能造成容量損失。
4. 有條件的情況下盡量避免過充過放。不在電池電量完全耗盡后再去充電。
5. 隨時關注車企對于車輛軟件系統(tǒng)的升級。車輛系統(tǒng)升級不僅能改善操控的體驗，甚至可以直接提高續(xù)航水平，并更好地保護電池。
