鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:904次 | 2021年04月06日
告別衰減,動(dòng)力鋰電池壽命已不是問(wèn)題 是真的嗎?
雖然摩爾定律已破,但動(dòng)力鋰電池的發(fā)展似乎還有很大潛力可挖。近日特斯拉公布其最新電池研究成果,在ModelS車型的仿真試驗(yàn)上,電池經(jīng)過(guò)48萬(wàn)公里僅衰減5%。按照每年2萬(wàn)公里的行駛里程,特斯拉新電池的使用壽命在24年以上。若依次開(kāi)一下腦洞,特斯拉新電池能夠服務(wù)不止兩輛車,從而大幅度提升車輛殘值,并有可能降低成本。
那么48萬(wàn)公里僅衰減5%是否可信?
一位電池領(lǐng)域?qū)<蚁蛑猩唐嚤硎?,目前主流廠商的動(dòng)力鋰電池壽命已可以滿足用戶需求。目前特斯拉的數(shù)據(jù)仍為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)新技術(shù)的產(chǎn)品化和市場(chǎng)化往往還有很長(zhǎng)的路要走,其可行性還要等待時(shí)間的檢驗(yàn)。
根據(jù)科技類自媒體《摩西的可靠不可靠》,特斯拉車主(現(xiàn)有電池,非新電池)提交的900組數(shù)據(jù)分析現(xiàn)實(shí),即使經(jīng)歷了700個(gè)以上的完全充放電,其剩余容量依然有90%,假如按照一個(gè)完全充放電行駛500公里,那么700個(gè)完全充放電可以行駛35萬(wàn)公里。
國(guó)內(nèi)電池公司也同樣在迅速提升電池壽命。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前國(guó)際出貨量前三的寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司(CATL,以下簡(jiǎn)稱寧德時(shí)代)向中商汽車表示,其已開(kāi)發(fā)出電池長(zhǎng)壽命技術(shù)。其磷酸鐵鋰(應(yīng)用于商用車)長(zhǎng)壽命技術(shù)可以滿足用戶20年應(yīng)用的需求。通過(guò)技術(shù)改進(jìn),此前被認(rèn)為不適合快充的磷酸鐵鋰離子電池,在寧德時(shí)代EnerSpeedy超級(jí)鐵鋰快充技術(shù)下,也可以實(shí)現(xiàn)達(dá)10000次的壽命。假如使用在大巴上每個(gè)完全充放電可以跑200公里,足以支撐200萬(wàn)公里的使用壽命。
同時(shí)寧德時(shí)代也正在開(kāi)發(fā)應(yīng)用于乘用車的三元高能量密度長(zhǎng)壽命技術(shù)。
寧德時(shí)代認(rèn)為,鋰離子電池要滿足客戶安全可靠、續(xù)航里程和充電便利性的需求。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,目前要強(qiáng)化提升的是充電便利性。
今年上海車展上,上汽乘用車宣布未來(lái)產(chǎn)品將通過(guò)快充,實(shí)現(xiàn)充電五分鐘,行車兩小時(shí)的產(chǎn)品。這一產(chǎn)品正是基于寧德時(shí)代的超級(jí)快充電池技術(shù)。
近日,在商務(wù)部反壟斷局網(wǎng)站公布了上汽集團(tuán)與寧德時(shí)代新設(shè)合營(yíng)公司的公示,雙方將新設(shè)兩家合營(yíng)公司,布局動(dòng)力鋰電池電芯、模塊和系統(tǒng)。目前商業(yè)化的鋰離子電池,無(wú)論三元,磷酸鐵鋰,錳酸鋰等各種正極材料,配備的負(fù)極基本都是石墨材質(zhì)。石墨負(fù)極與電解質(zhì)不能穩(wěn)定相容,在接觸之初,會(huì)形成一層固態(tài)鈍化膜solidelectrolyteinterface,即SEI膜,這層薄膜將電解液與石墨隔離開(kāi)來(lái),同時(shí),薄膜上的空隙又允許鋰離子的進(jìn)出。同時(shí),相關(guān)于電子導(dǎo)電,它又是絕緣體,不允許電子通過(guò)??梢哉f(shuō)這樣的性質(zhì)非常理想了。因而SEI膜是鋰離子電池電化學(xué)性能穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
SEI膜重要的形成于電池的首次充放電過(guò)程中,并在其后的幾個(gè)循環(huán)中仍然具有比壽命中其他周期里更快的生長(zhǎng)速度。SEI重要的由鋰離子與溶劑(EC/DMC)、痕量水、HF等在石墨表面形成,一層包含高分子與無(wú)機(jī)鹽的多孔層。SEI膜的生長(zhǎng)在首次充放電之后的幾個(gè)循環(huán)內(nèi)依然在生長(zhǎng)。SEI的生長(zhǎng)受到電解液的量/成分、充電電壓/電流、溫度等幾個(gè)因素的影響。因此,每個(gè)電池廠家都會(huì)精心設(shè)計(jì)化成的充放電參數(shù),以期待形成均勻致密的SEI層。SEI膜位置如下圖所示。
在電池的日歷壽命和循環(huán)壽命過(guò)程中,SEI并非靜止不變的。在沒(méi)有任何不當(dāng)使用的情況下,SEI會(huì)逐漸生長(zhǎng),慢慢新增厚度,并存在一定比例的破損。破損的位置,電解液與石墨再次直接接觸,重新構(gòu)建新的SEI層。
SEI膜在電池老化過(guò)程中扮演著重要的角色。一方面,高質(zhì)量的SEI膜是電池?fù)碛虚L(zhǎng)循環(huán)壽命的必備條件;另一方面,SEI的形成和修復(fù)的過(guò)程中,都要鋰離子作為原料,不可防止的消耗了系統(tǒng)中鋰離子的數(shù)量;SEI的孔洞在使用過(guò)程中,由于應(yīng)力用途,部分的坍塌變形,使得離子通路變得不再順暢。這些微觀上的變化,使得電池對(duì)外表現(xiàn)出內(nèi)阻新增,容量下降,充電能力變差等壽命衰退的現(xiàn)象。