動(dòng)力電池的衰減我們?cè)撊绾慰创?/h1>
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-02 19:12
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新能源電動(dòng)汽車(chē)是當(dāng)下的一個(gè)熱詞，其環(huán)保又節(jié)能的特點(diǎn)受到了人們的歡迎，加之補(bǔ)貼政策的存在，使得希望購(gòu)入電動(dòng)汽車(chē)的家庭越來(lái)越多。
電動(dòng)汽車(chē)的前景十分美好，但它所存在的問(wèn)題卻也實(shí)實(shí)在在的擺在我們的面前。
第一是續(xù)航里程短的問(wèn)題。
雖然根據(jù)今年開(kāi)始實(shí)施的補(bǔ)貼新政，續(xù)航300公里以上的車(chē)型提供更多的補(bǔ)貼，續(xù)航300公里以下的車(chē)型補(bǔ)貼大幅減少，續(xù)航150公里以下的車(chē)型則一分錢(qián)補(bǔ)貼沒(méi)有，似乎在一定程度上推動(dòng)著車(chē)企推出更高續(xù)航里程的車(chē)型，但現(xiàn)實(shí)和理想之間是存在距離的。
比如說(shuō)一款宣稱(chēng)300公里續(xù)航里程短的車(chē)型，它是在特定的駕駛工況下才能達(dá)到理想的續(xù)航數(shù)據(jù)，而在我們的日常生活中，開(kāi)空調(diào)、開(kāi)暖風(fēng)、低溫環(huán)境下行駛，它的續(xù)航里程會(huì)大打折扣。
第二是充電難、充電慢。
在國(guó)內(nèi)充電設(shè)施建設(shè)滯后的情況下，充電是電動(dòng)汽車(chē)所面臨的一大難題，公共場(chǎng)所充電樁的缺乏嚴(yán)重影響了電動(dòng)汽車(chē)的出行。
此外，目前大多數(shù)充電樁都是慢充樁，一輛車(chē)充滿(mǎn)需要5-8小時(shí)。雖然可以利用夜間休息時(shí)間充電，但是如果遇到突發(fā)情況，純電動(dòng)汽車(chē)的充電慢的缺點(diǎn)就會(huì)凸顯無(wú)疑。
中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)，截止2018年6月，聯(lián)盟內(nèi)成員單位總計(jì)上報(bào)公共類(lèi)充電樁27.2萬(wàn)個(gè)，但這依舊無(wú)法滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的正常供電需求。
第三是電動(dòng)汽車(chē)的售后。
電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于動(dòng)力系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車(chē)上存在差異，因此在維修上會(huì)遇到一些麻煩。一是維修技師的缺乏，二是零部件的缺乏。
傳統(tǒng)汽修店修不了電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)電器方面的問(wèn)題，而且買(mǎi)不到零部件或配件價(jià)格太高，都給用戶(hù)帶來(lái)了不少的麻煩。
這些都是電動(dòng)汽車(chē)入手之后，用戶(hù)們就能感受到的問(wèn)題，而還有一個(gè)問(wèn)題則是用戶(hù)在使用電動(dòng)汽車(chē)一段時(shí)間后不得不面對(duì)的問(wèn)題，那就是動(dòng)力電池的衰減。
動(dòng)力電池的衰減其實(shí)并不新鮮。
不說(shuō)曾經(jīng)騎過(guò)二輪電動(dòng)車(chē)的人大都有過(guò)給電動(dòng)車(chē)更換電瓶的經(jīng)歷，就算是我們平時(shí)使用個(gè)手機(jī)、電腦之類(lèi)的電器，充電也會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越慢，續(xù)航時(shí)間越來(lái)越短等問(wèn)題，這些大都可以歸因于電池的衰減。
電動(dòng)汽車(chē)同樣逃不脫動(dòng)力電池衰減這一環(huán)。目前用在汽車(chē)上的動(dòng)力電池，大部分為鉛蓄電池、鋰電池、鎳氫電池。
其中，鎳氫電池僅豐田的非插電混動(dòng)車(chē)中使用，不適合作為單獨(dú)的動(dòng)力源；鉛酸電池主要運(yùn)用在低速電動(dòng)車(chē)上；鋰電池是使用最為廣泛的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池。
鋰電池根據(jù)材料的不同，又分為許多種，目前應(yīng)用成熟的主要為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。
我們主要以鋰電池為例來(lái)看動(dòng)力電池的衰減。
從本質(zhì)原因來(lái)說(shuō)，鋰離子電池在兩個(gè)電極間發(fā)生嵌入反應(yīng)時(shí)具有不同的嵌入能量，而為了提高電池的最佳性能，兩個(gè)宿主電極的容量比應(yīng)該保持一個(gè)平衡值。
在鋰電子電池中，容量平衡表示成為正極對(duì)負(fù)極的質(zhì)量比，即：γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+。
式中C指電極的理論庫(kù)侖容量，Δx、Δy分別指嵌入負(fù)極及正極的鋰離子的化學(xué)計(jì)量數(shù)。從上式可以看出，兩極所需要的質(zhì)量比依賴(lài)于兩極相應(yīng)的庫(kù)侖容量及其各自可逆鋰離子數(shù)目。
對(duì)于理想的Li-ion電池系統(tǒng)，在其循環(huán)周期內(nèi)容量平衡不發(fā)生改變，每次循環(huán)中的初始容量為一定值，然而實(shí)際上情況卻復(fù)雜得多。
任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子或電子的副反應(yīng)都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變，一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過(guò)多次循環(huán)進(jìn)行累積，對(duì)電池性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
而從實(shí)際使用環(huán)境來(lái)看，充放電截止電壓，放充電倍率，使用溫度和長(zhǎng)期擱置等等，也是加速動(dòng)力電池衰減的原因。
先來(lái)說(shuō)充放電截止電壓，據(jù)資料顯示，不同充電截止電壓的循環(huán)壽命分別隨充電電壓升高而縮短，因?yàn)楦叩某潆娊刂闺妷簳?huì)加劇電池的副反應(yīng)的發(fā)生。
這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是過(guò)充，指超過(guò)規(guī)定的充電終止電壓而繼續(xù)充電。在快速充電過(guò)程中，電流密度過(guò)大，負(fù)極嚴(yán)重極化，鋰的沉淀會(huì)更加明顯，影響了電池的容量平衡狀態(tài)。
說(shuō)到放充電倍率對(duì)電池的衰減的影響，我們可以舉一個(gè)例子。比如經(jīng)常用來(lái)玩游戲的手機(jī)，比起那些通常處于待機(jī)狀態(tài)的手機(jī)來(lái)說(shuō)，不僅電量用的快，電池經(jīng)不住用的情況出現(xiàn)的也較早，動(dòng)力電池也是一樣的道理。
電池在使用過(guò)程中為了滿(mǎn)足不同的駕駛工況會(huì)采用不同的充放電倍率，充放電倍率越大，正極材料性質(zhì)的改變和負(fù)極表面膜增厚，使得鋰離子擴(kuò)散困難，從而導(dǎo)致電池容量衰減加快，還有可能引起電池過(guò)熱等問(wèn)題。
