動(dòng)力電池作為典型的物理化學(xué)系統(tǒng)，具有強(qiáng)非線性和時(shí)變特性，在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)性能下降，一般體現(xiàn)為剩余容量的衰減或內(nèi)阻的增加。
據(jù)公安部交通管理局消息，截至2024年底，全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)3140萬(wàn)輛，占汽車總量的8.90%；其中純電動(dòng)汽車保有量2209萬(wàn)輛，占新能源汽車保有量的70.34%。相比燃油車，新能源汽車的結(jié)構(gòu)、性能、保養(yǎng)方面都有許多不同，特別是動(dòng)力電池。不少消費(fèi)者錯(cuò)誤的用車習(xí)慣，會(huì)加速動(dòng)力電池的老化。今天的三問(wèn)三解主聊電池。
充滿100%才踏實(shí)？
不少人習(xí)慣睡覺(jué)前給手機(jī)充上電，起來(lái)以后就是100%，同樣，不少新能源車主也習(xí)慣將電池充滿，但這種用法對(duì)電池本身來(lái)說(shuō)并不好。
當(dāng)鋰電池充滿電后，大部分鋰離子都位于負(fù)極，但持續(xù)保持充電狀態(tài)，負(fù)極無(wú)處容納的鋰離子就會(huì)變?yōu)樗冷?，?dǎo)致鋰離子損失，久而久之使得電池整體容量下降。不僅如此，過(guò)度充電還會(huì)導(dǎo)致正極過(guò)度缺乏鋰離子，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。長(zhǎng)期以往，將導(dǎo)致正極結(jié)構(gòu)塌陷，這個(gè)時(shí)候如果進(jìn)行放電，從負(fù)極回到正極的鋰離子無(wú)處容納，使得鋰離子也變成死鋰，導(dǎo)致電池容量下降。
不少人可能還遇到過(guò)筆記本電池鼓包的問(wèn)題，這是因?yàn)殡姵亻L(zhǎng)期處于100%滿電狀態(tài)。當(dāng)電池顯示100%電量了，實(shí)際上也不斷有電流以涓流充電的方式繼續(xù)充電。此時(shí)大量的鋰離子均位于電池負(fù)極，而正極幾乎沒(méi)有什么鋰離子，導(dǎo)致其晶格結(jié)構(gòu)塌陷，電池析出氧氣，造成電解質(zhì)分解，電池內(nèi)部壓力增加，表象就是鼓包漏液。這也是為什么，現(xiàn)在的手機(jī)或筆記本都有電池保護(hù)設(shè)置的原因。當(dāng)然汽車的BMS相對(duì)更加完善，但依然不建議時(shí)常充滿，最好為充電上限留出一定的余量。
建議三元鋰電池充至80%—95%區(qū)間就好，一方面保證補(bǔ)能速度，一方面對(duì)電池壽命更好。而磷酸鐵鋰電池可定期充滿電，以便BMS對(duì)電壓（電量）進(jìn)行校正。
用光充電更??？
相比100%的電量，電池更怕0%的電量。電池放電至極低水平時(shí)，負(fù)極幾乎不存在鋰離子了，也就是無(wú)電可放的狀態(tài)，過(guò)放電時(shí)，正極材料的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生坍塌或相變，導(dǎo)致鋰離子脫嵌困難，甚至無(wú)法再參與電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電極材料損傷和活性物質(zhì)損失，會(huì)使電池的可用容量顯著降低，且這種損傷會(huì)永久降低電池容量。
過(guò)放電時(shí)，還會(huì)破壞原有SEI膜，迫使電解液持續(xù)與負(fù)極反應(yīng)生成新的SEI膜，這一過(guò)程會(huì)消耗大量鋰離子和電解液，加速電池老化。
更有甚者，當(dāng)極低電量時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)讓電池放電，當(dāng)電壓低于門限電壓（MOS晶體管中形成逆溫層的臨界電壓），電池包內(nèi)狀態(tài)最差的那一節(jié)電池就會(huì)被其他電池進(jìn)行反向充電，電壓是負(fù)值，活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)崩塌，等效成一個(gè)電阻，并開(kāi)始發(fā)熱，直至熱失控。這也是為什么汽車廠家會(huì)對(duì)電池進(jìn)行鎖電藏電的原因——避免濫用工況，保護(hù)電池安全和壽命。
動(dòng)力電池，最忌滿充滿放
充多少？日常使用，建議淺充淺放。也就是盡量將電池電量保持在20%—80%左右，隨用隨充。長(zhǎng)途出行前再充滿，而且充滿的時(shí)間保持越少越好。
大功率快充很方便，但？
雖然現(xiàn)在各類電池技術(shù)都把提升電池的壽命和充放電速率作為目標(biāo)，如對(duì)LFP正極表面包覆納米級(jí)材料或者引入新型導(dǎo)電劑、采用石墨烯結(jié)構(gòu)改良負(fù)極、讓石墨結(jié)構(gòu)兼具超級(jí)快充和高能量密度的特性、更完善的溫控系統(tǒng)等。
“4C、5C，甚至6C”現(xiàn)在汽車的充電速度越快，對(duì)提升用車體驗(yàn)是好事，但大功率快充對(duì)電池其實(shí)并不那么好。
以現(xiàn)在的化學(xué)電池體系，只要充放電，就一定會(huì)產(chǎn)生一種名為“鋰枝晶”的東西。鋰枝晶來(lái)源于電池內(nèi)部的鋰離子，當(dāng)電池因?yàn)槟承r(shí)候狀態(tài)不佳，導(dǎo)致“生病、鬧肚子”，鋰枝晶就是落下的病根，且目前還“無(wú)藥可用”。鋰枝晶的形成可以分為成膜、成核和生長(zhǎng)三個(gè)階段。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，鋰離子是在反復(fù)的移動(dòng)過(guò)程中，沉積、生長(zhǎng)的過(guò)程，最終形成晶須狀枝晶、苔蘚狀枝晶及樹(shù)狀枝晶等多種形貌。
在大電流快充時(shí)，電池負(fù)極快速涌入大量鋰離子，但一時(shí)半會(huì)鋰離子無(wú)法嵌入到負(fù)極晶格中，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致鋰沉積副反應(yīng)，導(dǎo)致析出死鋰（鋰枝晶）。
在大電流快充時(shí)，電池的溫控是極為主要的一環(huán)。電池溫控沒(méi)做好，又使用大功率快充對(duì)電池充電，是電池衰退的核心因素。由于電池的工作溫度極為狹窄（一般為25℃—30℃），大功率快充時(shí)，電池很容易高溫，導(dǎo)致部分鋰離子變成死鋰。
其次，大電流充電時(shí)，電池電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程會(huì)使電極上電位偏離了平衡電位，出現(xiàn)濃差極化現(xiàn)象。理想情況下，充完電最好靜置數(shù)分鐘（約5分鐘—15分鐘）來(lái)減少極化電壓，消除濃差極化影響，并讓電池進(jìn)一步散熱。（朋月）