鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:602次 | 2023年06月08日
鋰離子電池充不進(jìn)去電有什么原由?
鋰離子電池的工作原理,重要靠鋰離子在正負(fù)極之間來回移動(dòng),充工作電就是把鋰離子從正極搬到負(fù)極的一個(gè)過程,鋰離子從材料里面出去是一個(gè)快速的過程,進(jìn)入材料里面是一個(gè)慢的過程。關(guān)于石墨材料來講,鋰離子出來的時(shí)候比進(jìn)去的時(shí)候差一百倍以上,速度差兩個(gè)數(shù)量級,放電較容易,充電較難較慢。所以有些公司稱,把正極進(jìn)行改進(jìn),就能讓電池5分鐘充進(jìn)去多少多少電,這完全不可信,因?yàn)槌潆姴皇钦龢O說了算,而是負(fù)極說了算。
今天的電池材料體系,負(fù)極材料有石墨,還有其他碳材料,最近想把硅的氧化物加進(jìn)去,還有快充的碳酸鋰,實(shí)際上都有不同的特點(diǎn)。鋰離子大量充電的時(shí)候,首先通過電解液,在里面進(jìn)行擴(kuò)散,這使得在低溫的時(shí)候充電就有問題了,因?yàn)榈蜏氐臅r(shí)候,電解液的電馬力不夠,離子的擴(kuò)散速度就不夠,在低溫的時(shí)候要想快充,這個(gè)事情會(huì)變得更難。
充不進(jìn)去電的時(shí)候存在兩個(gè)問題,鋰離子在電解液里運(yùn)不過來是一個(gè)問題,但是鋰離子從電解液里面運(yùn)過來以后,到了電極界面之后,進(jìn)入的門太小,鋰離子進(jìn)不去,進(jìn)去之后,屋子里面太擠,而都擠在門口更危險(xiǎn),在門口堆積就會(huì)導(dǎo)致短路,越低溫的時(shí)候,這個(gè)問題會(huì)越大。
消費(fèi)者關(guān)于快速充電都有需求,一輛正常的轎車,假如把充電功率提高的時(shí)候,時(shí)間會(huì)相應(yīng)縮短。能達(dá)到幾分鐘洋溢電也并不有什么了不起的事,但是到了一個(gè)小時(shí)、甚至半個(gè)小時(shí)以內(nèi)的時(shí)候,這種快充是不是還有意義還要取決于電池、充電基礎(chǔ)設(shè)施是否能滿足要求,這涉及到安全問題。
除了安全問題之外,快充、包括充電的模式都會(huì)影響電池的壽命,把電池的電壓上限設(shè)置更高一點(diǎn),代價(jià)是減少壽命??斐涞臅r(shí)候,溫度高一些可以達(dá)到效果,但是也是以犧牲電池壽命為代價(jià)的。這在剛開始使用車輛的時(shí)候可能看不出來,但是越到后面對電池的影響就會(huì)越分明。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池壽命還跟充放電的深度有關(guān)系。例如,一塊手機(jī)電池在充到90%的時(shí)候就停止,在大于20%的時(shí)候就開始充電,要比別人每一次都充得很滿,每一次用到關(guān)機(jī)的時(shí)候才充電的情況,使用壽命長很多。所以,對鋰離子電池來講,在中間是比較好的。
舉一個(gè)快充的例子,美國國家試驗(yàn)室曾用日產(chǎn)Leaf做了不同的充電情況的試驗(yàn),也做了不同溫度情況下的試驗(yàn),重要試驗(yàn)的是快充50千瓦的直流充電,33千瓦的交流充電的差別。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)假如溫度能夠保持電池的溫度比較好的情況下,電壓能夠控制得比較好,影響不是太大。
快速充電除了關(guān)心速度以外,也要關(guān)心安全和電池壽命,電池壽命跟電池的充放電深度密切相關(guān),合理的充電、合理的快充可以做到對電池沒有影響,但是高倍率的電池快速充電會(huì)對電池有影響。