新能源车电池衰减很恐怖?车主到底如何正确保
就像每个电池的名称一样,每个电池的特性也不同。
比如之前手机广泛使用的镍镉电池,相信大家都有过类似的经历:你妈妈会告诉你,手机买了之后,要自然关机,然后再充电一夜,直到手机充满电。满了。
如此往复,两三个循环,手机电池才能经久耐用。在以后的使用过程中,尽量将电池用完后再充电。
如此复杂的操作,正是因为镍镉电池的特性,也可以说是镍镉电池的缺点,即“记忆效应”。
记忆效应简单来说就是镍铬电池的记忆就像金鱼一样,只有七秒的记忆。如果电池在长期使用过程中没有完全放电,它会忘记最多可以有多少电量,而是记住未放电电量的值。
换句话说,如果你每次使用镍镉电池时都以 50% 的电量充电,那么从长远来看,你的电池容量会变成原来的 50%。
当时为了容纳电池,我们也改变了充电习惯。我记得总统的第一台诺基亚。为了保证电池充电时间不会过长损坏电池,我还设置了清晨闹钟。只是为了拔插头。
后来因为镉的毒性,不利于生态环境的保护,繁琐的充电过程逐渐被时代抛弃。
说到锂电池,它发展如此迅速的原因之一就是它具有很高的能量密度。同等容量下,其体积仅为镍镉电池的20%-30%。这也在一定程度上促进了电子产品的发展。也正是因为电池尺寸的缩小,让更多的创意落地,让电子设备真正可以随身携带。
在汽车方面,由于近两年电池技术的飞速进步,续航里程从13年的不到200km,提升到了现在的700、800km的水平。
另外,锂电池的寿命也算长。主流锂离子电池的充放电循环次数一般可达数千次。
那么锂离子电池就完美了?
当然不是。尽管锂离子电池的寿命相对较长,但电池的衰变不可避免地在进行。
你不妨拿出你的手机,设置-电池-电池健康,看看你手机电池的最大容量还剩多少,反正总裁的手机也装不下。
这么小的手机电池会磨损,更不用说在相对恶劣的运行条件下为车下大大小小的电器设备供电的电池组了。
锂电池的特点是什么?衰减是如何发生的?
先从锂电池的充放电原理说起:
锂电池的工作原理简单来说就是正负极之间锂离子的相互输送。
锂电池正极材料一般由锂化合物组成。在充电过程中,负极释放的锂离子会穿过电解液,穿过半透绝缘膜,到达负极材料(通常是石墨材料)。由于电位不平衡,外电路会产生电流。
简单来说,整个充电过程就是利用活性锂离子从锂化合物中分离出来,也就是所谓的“脱锂”。
同样,负极发生的是“锂嵌入”反应。
相反,放电过程是在正极插入锂,从负极取出锂。
锂离子每次充放电都会伴随我们,在电解液和正负极材料之间勤奋游荡。
随着时间的推移和频率的增加,很难保证所有的锂离子都处于活性状态。当一些锂离子感觉无法运行时,我们的电池容量就会衰减。
所以,只要在充放电过程中,锂电池的衰减肯定会发生。
另外,以一般用作锂离子电池负极材料的石墨为例,从高中化学中石墨晶体的知识可知,石墨的原子结构是由SP2碳形成的原子形成类似于苯环的平面层次结构。
虽然碳原子具有近乎完美的球形结构,但它们也非常稳定,但因为石墨通过电子对形成的大∏键与这些分级结构相连。随着时间的推移,碳原子的结构会随着时间的推移而崩溃和破裂。
石墨负极片在长时间使用后,也会产生未完全嵌入锂的锂化合物形成的黑点。严重的话,黑点中心会有明显的剥落。
发生这种情况时,表示石墨结构已被破坏。这样,锂离子就不能随心所欲地在负极材料上嵌入和脱出。
另外,在负极片上形成锂化合物的过程也会消耗一些活性锂离子。电池的容量甚至耐用性都会因此而大大衰减。
综合来看,锂电池衰减的主要问题在于可用的活性锂离子数量和正负极材料的活性。
既然了解了原理,那么想要保护电池,就要从活性锂离子的数量和正负极材料的耐用性入手。