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电池知识

导致锂电池寿命降低的原因是什么?

来源:宝鄂实业    2019-05-21 18:34    点击量:

从十几年前就烧手电,玩18650,前后买过几乎所有国内外知名牌子(三洋、索尼、松下、三星、力神、比亚迪等等等等)的大部分型号(容量型、动力型等)18650电池数百节,有各种锂电测试工具十几个的表示,一年衰减1-2%?怕不是做梦吧?

衰减1-2%顶多是电池管理系统在浅冲浅放(即测试80%~20%的电量)的情况下得出的结果,任意锂电池从下了生产线那一刻起寿命(容量)就在减少,即使在最理想情况下,只冲40%电量 储存在20°的环境下一年,电量至少会衰减5%,存放5年绝对低于80%,且内阻增高50%~100%,锂电池冬天续航短不行的最大原因是冬天温度低造成内阻升高,内阻升高,必然放电电流减少,容量减小~

锂电池最大的敌人是高温,超过40度的情况下充放电或存放,锂电池寿命会急剧减小,夏天高温暴晒下随便地面或车内温度就五六十度,除非主动降温(吹风没用,必须降低环境温度,也就是类似空调冰箱的压缩机降温,最次也得是半导体降温),否则即使停那不动,温度也分分钟上来,所以汽车上的锂电池5年还能80%是不可能达到的,这是锂电池的特性决定的,再NB的电池管理系统也没用,除非厂家把3000mah的锂电池,当成2000~2500mah来用,来标称容量,当3000衰减成2500的时候,对于标称2500来说,衰减还是0~当然虽然标称容量没怎么减少,但是电池本身已经内阻很高,快不行了,即使容量依然有2500mah,但是放电电流必然减小,对于汽车的动力必然有影响,且安全性降低~

对于磷酸铁锂电池,情况比三元锂电池稍好一些,但是整体的寿命特性差不多,到时间该挂还是挂。

觉得我胡说的可以去买各品牌锂电池测试,放心,锂电池没啥高深的,汽车上用的你在市面都能买来,甚至市面买来一些大牌高端型号的比汽车用的还好的多(毕竟车厂要讲成本,你去不顾成本的买四五十一节的18650也没多少钱),测试就是买来新出厂的用放电仪测试好容量,然后冲到40%放在冰箱也好专门的恒温箱也好(每隔半年测试电压,并再次补充电量到40%,防止自放电过放),过一年,过两年,过五年,你再测试测试容量,看看还有多少?

别吹电池管理系统,再NB的电池管理系统能比得上40%电量恒温存放?

简单说,就是电池再好、电池管理系统再NB,只能保证循环次数也就是公里数,可以800次循环1000次循环1200次循环甚至1500次循环,但是无论你再好的电池再牛的电池管理,你也抵不过时间,锂电池5-8年必报废(容量、内阻、放电电流、安全性等性能严重下降),这是锂电池本身特性决定的,上帝来了也不行

电池储能技术存在理论瓶颈,目前主流的锂电池比能量密度太低,不足以挑战燃油发动机,除非燃料电池技术成熟且能够低成本的推广。所以不看好纯电动车的发展前景,尤其是乘用车领域,油电混动技术才是正确的发展方向。

商用车领域可以适量搞纯电动车,但是成本太高,大多只能政府采购用在公共领域,又限制了其推广。

哎…当年国家一心想在汽车行业搞“弯道超车”,发现国外的油电混动技术已经很成熟难以超越,所以就大力推广纯电动汽车,结果现在只能靠补贴政策维持销量,广大人民群众不买账,恐怕最终又要演变成一次行业发展的“大跃进”运动了。


几年前曾经重点关注过动力锂电池行业,并且拜访过比亚迪、力神动力等几家动力电池企业,也和从事锂电池研发二十多年的日本专家交流过。作为曾经的风口行业,从去年开始行业产能已经明显过剩,除了宁德时代新能源等少数几个行业巨头之外,大部分企业目前过的都不是很好,真可谓是:资本过后、一地鸡毛。

几年过去,行业的基本技术形态应该变化不是很大,比如特斯拉仍然使用日本松下公司生产的小型钴酸锂电池进行串并联作为动力电池,国内巨头比亚迪主要使用大型的磷酸铁锂电池作为动力电池,当初吹的锂氧电池等超级电池目前仍然在吹。动力电池技术如果不产生质的变化,纯电动车就难以大规模产业化。

核心难点就在于电池的储能效率,也就是单位质量(或体积)的电池能够储存多少能量。那么动力电池的储能效率要达到多少才合适?可以明确一个思路:如果和普通燃油车一样的驾驶模式和整车重量,一台电动车用的动力电池完成一次放电和燃油车发动机烧完一箱油所释放的能量值相等。

按照一辆普通轿车一箱油60升,根据汽油燃烧值和发动机热效率等指标可以大致换算出动力电池应该达到的储能效率,我曾经测算了一下,结论是目前所有的电池(包括处于实验室阶段的)的实际储能效率都达不到。理想中电动汽车的实际比能力密度应该在300瓦时/千克以上,而目前可以大规模应用的具有最高储能效率的聚合物锂电池仅有150左右。

此外,电池储能本质上是一种化学纯能方式,比能量密度有一个理论上限值,比如目前应用最多的铅酸电池的理论比能量密度有171瓦时/千克,平均实际值仅能达到30瓦时/千克,转换效率仅仅18%;锂电池的理论比能量密度虽然明显强于铅酸电池,但转化效率也仅有20%左右,例如磷酸铁锂电池理论值398瓦时/千克,实际值90瓦时/千克,转化效率23%;钴酸锂、聚合物锂电池的转化效率分别为21%和17%。

要达到300瓦时/千克的理想值只有两个办法:1)研发理论储能效率更高的电池,例如前几年吹的锂氧电池;2)大幅度提升电池的能量转化效率,从20%左右的效率提升至40%以上。

燃油车搞了这么多年,当前乘用车使用的燃油发动机的热效率高一些也就30%左右吧?想办法把燃油发动机热效率提升到40%以上,从节能环保、成本与产业化方面比搞纯电动汽车都不知道高到哪里去了。