影响电池的循环寿命的原因有哪些呢?
来源:宝鄂实业
2019-09-02 08:01
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首先,我们来看电池是怎么充放电的。
锂离子电池的放电过程
锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的运动过程。从学术上来说,锂离子主要做两个运动,一个叫嵌入,一个叫脱出。
锂离子是嵌在电池结构中的,在每次运动过程中,锂离子都要从原来的结构中脱身,跑到另外一边。张华打了个比方,这有点像你从一个房间搬运一堆东西到另一个房间。
不管是放电还是充电,锂离子都是从电池的一极跑到另外一极。
对电池寿命的认识,要建立在对电池结构认识的基础上。在充放电过程中,每一次参与运动的锂离子越少,对结构的破坏越小。每一次参与运动的锂离子跑得越慢,对结构的破坏也越小。如果锂离子跑得差不多了,还要持续从里面抽取锂离子,对电池就会有损伤。
结构越不稳定,被破坏得越多,循环寿命自然就会变差。所以,我们通常强调,锂离子电池的充放电要浅充浅放,不要挑战电池的「极限」。
其次,我们来关心材料。不同的电极材料有不同的电池结构。我们通过改变电极的材料比例来提高电池的能量密度的时候,电池的循环寿命也在发生变化。比如,特斯拉的 NCA 电池就比比亚迪的磷酸铁锂电池循环寿命更差。
而特斯拉在 21700 电池上应用硅碳负极,硅加得越多,电池结构越容易被破坏,循环寿命就越容易受到影响。电极材料对寿命的影响,也建立在电池结构上。
最后,温度也是一样。零度以下的低温也会对电池的结构带来负面影响,甚至是永久损伤。
因此,充放电过程(深度/速度)、电池材料以及温度这三个因素,都可以通过对电池结构的影响,影响电池的循环寿命。
说到这里,我们顺便可以理解一下电池管理系统的作用。电池管理系统的核心目的就是为了保障电池在性能和寿命上的稳定。所以,电池管理系统主要做两件事,一个管理内部环境与外界的交互,也就是管理电池的充放电过程。一个管理外部环境与电池的交互,也就是温度(热)管理。
有人说,车辆上表显数据显示电池消耗为 0 了,但是车还能再跑一会儿,这也是防止电池放电深度过高的一种管理。
大电池在充放电过程中可以更任性一点