不仅从原料下手，电池管理系统也能提升锂电池性能？
来源：宝鄂实业
2019-04-06 21:35
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电池实验表明温度越低，电池可用容量越低。以松下NCR18650A为例，在电池实验中-10℃下电池容量相比25℃将下降约20%，且平均电压远低于常温下，电池对外做功能力明显衰减。而以某锂电池为例，-15℃下电池内阻是15℃下的4-5倍，表征电解液导电能力下降严重。
冬季车内加热设备的使用加大续航损耗。
目前PTC加热器是电动汽车暖风空调的主要热源，相比于电热丝加热能量转化效率已从70%上升至98%，但将高品位的电能直接转化为低品位的热能，能量浪费依然巨大。蔚来汽车为ES8配备了前5.5kw后3.7kw等2个PTC加热器，即在始终开启的状态下仅暖风空调每小时将消耗近50公里续航，如果再考虑电池本身的劣化，355公里的续航只能完成一半。
理论测算加热功耗严重制约续航里程。以当前主流的300km配备35kwh电池的车型为例，可获得加热功耗与里程关系曲线，若要保证75%的续航保持率，车内平均加热功耗需要控制于1-1.5kw。但电热转换效率最多为1，PTC加热器的效率已非常接近，因此需要寻找例如热泵空调等转化效率突破电热瓶颈的技术。
锂离子电池冬季电量减少的原因–低温电化学反应不活跃
低温下电化学反应不活跃是电池冬季续航降低的主要原因。锂离子电池是一种典型的“摇椅电池”，其充电时，锂离子从正极脱嵌穿越隔膜进入负极，使得负极呈富锂状态，正极呈贫锂状态，同时碳负极通过外电路获得补偿电荷，放电时则相反。环境温度过低时，电解液黏度增大甚至部分凝固，使得锂离子脱嵌运动受阻，电导率降低，最终引起了容量减少。
低温下使用锂电池易造成不可逆的容量损伤和潜在危险。锂离子的溶解性在低温时会显著降低，易析出沉积形成锂晶枝，生长到一定程度时有可能会刺穿隔膜造成电池短路，形成潜在安全风险。且此时电池负极动力学条件较差，固态电解质界面(SEI)厚度会增加，将不可逆地持续阻碍离子流动，造成有效容量衰减。
各类正极材料的抗低温能力均不相同，NCM811电池相对抗冻。研究发现在-20℃下电池的容量保持率均有下降，总体上NCM与NCA材料抗低温性能相似，NCM811比NCA稍高，但两者均明显优于磷酸铁锂电池。当前国内的电池向NCM811发展的趋势有助于减缓冬季低电量的现象，但仍需要低温热管理来让电池工作在最佳范围。
冬季车内加热设备的使用加大续航损耗。
目前PTC加热器是电动汽车暖风空调的主要热源，相比于电热丝加热能量转化效率已从70%上升至98%，但将高品位的电能直接转化为低品位的热能，能量浪费依然巨大。蔚来汽车为ES8配备了前5.5kw后3.7kw等2个PTC加热器，即在始终开启的状态下仅暖风空调每小时将消耗近50公里续航，如果再考虑电池本身的劣化，355公里的续航只能完成一半。
理论测算加热功耗严重制约续航里程。以当前主流的300km配备35kwh电池的车型为例，可获得加热功耗与里程关系曲线，若要保证75%的续航保持率，车内平均加热功耗需要控制于1-1.5kw。但电热转换效率最多为1，PTC加热器的效率已非常接近，因此需要寻找例如热泵空调等转化效率突破电热瓶颈的技术。
锂离子电池冬季电量减少的原因–低温电化学反应不活跃
低温下电化学反应不活跃是电池冬季续航降低的主要原因。锂离子电池是一种典型的“摇椅电池”，其充电时，锂离子从正极脱嵌穿越隔膜进入负极，使得负极呈富锂状态，正极呈贫锂状态，同时碳负极通过外电路获得补偿电荷，放电时则相反。环境温度过低时，电解液黏度增大甚至部分凝固，使得锂离子脱嵌运动受阻，电导率降低，最终引起了容量减少。
低温下使用锂电池易造成不可逆的容量损伤和潜在危险。锂离子的溶解性在低温时会显著降低，易析出沉积形成锂晶枝，生长到一定程度时有可能会刺穿隔膜造成电池短路，形成潜在安全风险。且此时电池负极动力学条件较差，固态电解质界面(SEI)厚度会增加，将不可逆地持续阻碍离子流动，造成有效容量衰减。
各类正极材料的抗低温能力均不相同，NCM811电池相对抗冻。研究发现在-20℃下电池的容量保持率均有下降，总体上NCM与NCA材料抗低温性能相似，NCM811比NCA稍高，但两者均明显优于磷酸铁锂电池。当前国内的电池向NCM811发展的趋势有助于减缓冬季低电量的现象，但仍需要低温热管理来让电池工作在最佳范围。
