动力电池的使用寿命及延长方法有哪些你知道吗？
来源：宝鄂实业
2019-05-08 19:23
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随着中国电动汽车销量的大幅增长，有预测报告称，锂离子动力电池市场正进入黄金期，到2017年，动力电池产业规模将暴增至目前的400%。如此跨越式的规模增长之下，电池的质量成了不可回避的技术难点。
电动汽车的瓶颈在于电池，只有电池动力问题解决了，其他问题才能迎刃而解。业内人士指出，目前宣传的8年质保，其实并不一定能够实现。汽车动力电池在生产过程中由于生产工艺的差异，电池组内的电池单体性能也存在些许差别。随着时间地推移，电池组内的单体差异会逐步扩大，最终会影响电池的性能，造成电池性能的快速衰减，由此可见电池的使用寿命对提高电动车的使用率有着至关重要的作用。
王武生教授作为华东理工大学机械与动力工程学院教授，国家汽车标准委员会车身分标委员会委员一直对电池的使用寿命有着深入的研究，为了更加了解电池的寿命延长技术，缓解电动车行业面对的瓶颈问题，我们特地邀请了王武生教授为我们进行专业的解答。
记者：王教授您好，请问是什么样的契机和理由让您开始组建一批强大的技术团队，对电池寿命问题进行长远深入的研究呢?
王武生：电池的寿命决定新能源汽车（爱基,净值,资讯）行业的成败——消费者购买新能源汽车一方面是为了环保，另一方面是为了节省燃油费。但现在动力电池的平均使用寿命仅三年左右，三年后就面临着更换的问题。虽然消费者购买了新能源汽车每年可以节省三千左右的油费，但却要支付每年二万左右的更换电池的折旧费。根据我们的消费调查显示，几乎99.9%的消费者是不能接受的。这就意味着，如果我们不能延长动力电池的使用寿命，整个新能源汽车行业将陷入毁灭。
你的发明能将电池的寿命延长到十年以上与汽油车相当吗?
如果按照我的发明技术生产可以做到十年以上。
：你的发明与银隆公司、华为、比亚迪(002594,买入)等公司的技术相比有什么区别吗?
王武生：我认为以上这些公司的材料都可以使动力电池达到十年以上的寿命。无论是银隆的钛酸锂、华为的石墨烯，还是比亚迪的磷酸铁锂。我们以比亚迪的磷酸铁锂材料为例：据他们官方公布数据显示，他们的电池可以达到五千次反复充放电，以每次200公里为例，可以累计到一百万公里，这个数据远远超过了汽油车的寿命，事实上一般家用车的平均总行程不过十五万公里左右。
记者：那为什么电动汽车的平均寿命只有三年左右呢?
王武生：这就是问题的关键!也是我今天要谈的主要问题。
记者：那请问你是采用什么样的新电极材料呢?是和银隆一样的钛酸锂还是其他的新的电极材料?还是发明了新的电解质配方。
王武生：我没有发明新的电极材料，也没有采用什么新的电解质配方。
记者：都没有，那你如何把寿命延长到十年以上呢?
王武生：其实这应该算一个传奇吧!我举一个例子大家可能更好理解：如果一个地方发生了地震，材料学家和建筑学家都去考察房屋倒塌的原因，希望在下次修建房屋时更加坚固。但他们得到的结论是不一样的：材料学家将来会开发出更加坚固的材料，这就是银隆、比亚迪、华为做的事，但这非常困难，因为开发一种新材料过程非常漫长，投入非常大，关键是你是否能经受得住下次地震的考验，特别是新材料的寿命、价格等都需要长时间的检验，而建筑学家则不一样，他们会在地震的现场寻找那些没有垮塌的房屋，或者相对受损害较小的房屋，和那些破坏严重的房屋的结构进行对比，从构造上面寻求突破口，在下次设计时采用这种结构，即使采用同样的材料但房屋会更加坚固。
十年前很多朋友希望我去研究新电极材料，我拒绝了!因为我没有这么多的经费，也没有这么强大的实验条件，也没有这么专业的能力。
那你现在为什么又去研究，并且还取得了这么大的成果呢?
我刚才已经说过：这是一个传奇!我在做电池回收的过程中发现：有的电池特别容易回收，也就是电极材料与集流体特别容易分离，特别是一些知名品牌的电池。但是，有一些电池特别是一些山寨电池特别难分离，有一种山寨电池我花了七年时间才终于分离。有一天我想到了地震，突然来了灵感：在地震中越不容易倒塌的房屋，反过来是不是越安全，使用寿命越长!同样：越不容易拆解的电池是不是使用寿命就越长。我觉得我已经找到了延长电池寿命
王武生：脱粉!什么是脱粉呢?以手机电池为例：以前没有充电宝时，我们通常使用两块电池换着用。当我们发现电池中间鼓起来后，就是常说的“鼓包”后基本上就不能用了。为什么“鼓包”?其真正的原因是因为其中的电极材料与集流体分离，就是所谓的脱粉，逐步向电池的中间堆积造成的，因为电池的中间机械强度最弱。
记者：只要解决了脱粉实际上就等于解决了电池的寿命问题?
王武生：是的。因为脱粉就好比一个100人的生产流水线，大部分的操作工人都离开了生产流水线岗位，虽然人还在车间但是没有干活，产量自然就下降了。
记者：人们常说，动力电池的容量低于初始容量的80%后，电池的寿命就宣告结束了。那么请问王教授，动力电池的寿命到底有多长呢?得出这种结论的依据又何在呢?
王武生：事实上，根据我们的研究，得出的结论是：动力电池的使用寿命至少有十年以上。为什么这么说呢，根据美国汽车工程师协会的调查，现在已经在密西根州找到了一部使用了十一年，现在仍然在使用的纯电动汽车。另外，我们不妨做个假设，如果你有一部手机或电脑已经有十年以上，现在一定仍然可以使用。虽然十年后仍然可以使用，但由于工作时间的缩短，已经没有实际价值!如原来可以使用五天的手机现在只能使用四个小时，但四个小时甚至于哪怕只有一分钟一秒钟，告诉我们一个事实：锂离子电池的电化学反应仍然在进行!
电动汽车也一样，当每次充电后的使用距离从原来的三百公里降低为四十公里后，你就不会再用了，但四十公里仍然在工作，只是行程短了而已!那四十公里是谁在工作呢?还是原来的电极材料、还是原来的电解质、还是原来的集流体!之所以行程缩短是因为其中除了那四十公里以内的电极材料在工作外，其余的电极材料都没有工作，那为什么没有工作呢?因为他们离开了原来的工作岗位——脱粉!
记者：你认为只要解决了脱粉，不让那些电极材料离开工作岗位就能延长电池的使用寿命?
王武生：对!由于现在的锂离子电池在使用过程中不断地充放电，引起热胀冷缩，同时由于汽车不断地运动，导致电极材料与集流体的分离。分离后的电极进行电化学反应的有效表面积变少，内电阻增大，从而电池贮存的电量变少，缩短了有效使用寿命。
