鉅大LARGE | 點擊量：594次 | 2021年08月10日
淺談動力鋰離子電池續(xù)航：電動汽車的“攔路虎”
大到純電動汽車，小到電腦、手機等電子產(chǎn)品，電池的續(xù)航能力始終受到消費者的高度關(guān)注，就連最近三星note7爆炸事件，也被一些專家歸咎為開發(fā)商過多追求續(xù)航能力而忽略了電池的安全隱患。受電池困擾的公司不止三星一家，最近微軟Surfacepro3的電池也出現(xiàn)了問題，部分用戶反映，內(nèi)部搭載LGC電池的Surfacepro3在升級之后續(xù)航時間嚴(yán)重縮水。
鋰離子電池容量為甚么會衰減?
鋰離子電池是繼鎘鎳電池、氫鎳電池之后發(fā)展最快的二次電池。鋰離子電池的使用很大程度取決于其充放電循環(huán)的穩(wěn)定性，和其它二次電池相同，鋰離子電池在循環(huán)過程中容量衰減是不可戒備的。
鋰離子電池在兩個電極間發(fā)生嵌入反應(yīng)時具有不同的嵌入能量，而為了得到電池的最佳性能，兩個宿主電極的容量比應(yīng)當(dāng)保持一個平衡值。倘若容量比過大或者過小，就會導(dǎo)致負(fù)極材料被過充電而存在安全隱患，或者負(fù)極不能被完全利用。
有關(guān)理想的鋰離子電池系統(tǒng)，在其循環(huán)周期內(nèi)容量平衡不發(fā)生改變，每次循環(huán)中的初始容量為一定值，然而實際上情況卻復(fù)雜得多。任何能夠出現(xiàn)或消耗鋰離子或電子的副反應(yīng)都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變，一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過多次循環(huán)進(jìn)行累積，對電池性能出現(xiàn)嚴(yán)重影響。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
在鋰離子電池中，除了鋰離子脫嵌時發(fā)生的氧化還原反應(yīng)外，還存在著大量的副反應(yīng)，如正負(fù)極過充反應(yīng)、電解液分析、自放電、活性物質(zhì)溶解、金屬鋰沉積等，這些都會造成電池內(nèi)容量平衡被破壞，導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生永久性容量損失。此外，極溫環(huán)境等外在因素也會造成鋰離子電池容量暫時下降。
動力鋰離子電池衰減嚴(yán)重影響續(xù)航能力
近兩年來，我國大力推廣新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，然而在新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段，總會暴露一些問題，動力鋰離子電池衰減問題也正在成為妨礙新能源汽車發(fā)展的瓶頸。
低溫是電池殺手。在冬季嚴(yán)寒天氣下，純電動汽車的鋰離子電池由于活性降低、要長時間為空調(diào)供電等原由，續(xù)航里程出現(xiàn)一定程度縮減是正常的。尤其是空調(diào)的使用更是極大縮短了電動汽車的續(xù)航里程，這是因為汽油車是依賴發(fā)動機散熱來供應(yīng)暖風(fēng)，不會新增油耗，而電動汽車由于沒有發(fā)動機散熱一說，要消耗更多的電量來制熱。這也是消費者抱怨電動汽車?yán)m(xù)航里程普遍虛高的原由之一，即便是特斯拉的用戶也不能幸免。在特斯拉的全球第二大市場挪威，有不少有關(guān)ModelS用戶抱怨氣溫降至0度以下時汽車?yán)m(xù)航里程驟降以及充電困難的案例。特斯拉公司也承認(rèn)，當(dāng)氣溫低于0度時，ModelS會遭遇充電難問題。
單體電池差異和bMS系統(tǒng)水平低導(dǎo)致電池衰減。動力鋰離子電池包是由大量單體電芯組合而成，依據(jù)電池廠家制造水平的不同，電池包中單體電池之間的差異性的大小也不盡相同。鋰離子電池經(jīng)過多次反復(fù)充、放電循環(huán)之后，各串電池電量之間的差異會越來越大。
由于bMS電池管理系統(tǒng)的過充和過放保護(hù)，充電時電量最高的那串電池洋溢即停止充電，其他各串則無法洋溢;放電時電量最低的那串電池放完即停止放電，其他各串無法放完電;鋰離子電池組的虛電(無法使用的電量)逐步增多，鋰離子電池組實際有效電量大大下降，電動汽車?yán)m(xù)航里程繼續(xù)下降。倘若不能及時進(jìn)行均衡，電量低的電池串放電深度越深，壽命就越容易縮短，甚至出現(xiàn)個別電池?fù)p壞的情況。但不少廠家對bMS均衡功能的緊要性認(rèn)識不足，并且基于成本上的考慮，當(dāng)前很多電動汽車鋰離子電池組bMS都沒有配置均衡功能，或者只是配置了簡單的被動均衡功能，導(dǎo)致電池組各串電池之間出現(xiàn)差異后無法及時修復(fù)。
車主使用過程中操作不當(dāng)引起續(xù)航里程衰減。上文提到，過充和過放都會導(dǎo)致電池容量減損，車主充電時間過長，或者駕駛時不考慮電池余量直到愛車趴窩，這些都會影響動力鋰離子電池的續(xù)航里程和使用壽命。此外，由于鋰離子電池長久不用會出現(xiàn)自放電現(xiàn)象，這也會對動力鋰離子電池造成損害。因此，當(dāng)電動汽車一段時間內(nèi)不使用時，要每隔一段時間啟動一次汽車，給電池充下電。
動力鋰離子電池質(zhì)保條款正逐步完善
目前，國內(nèi)絕大多數(shù)在售的新能源車產(chǎn)品，在電池質(zhì)保條件上，卻有很多模糊地帶和問題。這些問題，隨著國產(chǎn)新能源車產(chǎn)品保有量和保有時間的新增，也逐漸浮出水面。雖然國產(chǎn)新能源汽車對整車和關(guān)鍵零部件都提出了質(zhì)保的時間和里程條款，但是沒有說明電池質(zhì)保的條件，導(dǎo)致消費者購買新能源汽車后，發(fā)現(xiàn)電池衰減問題，與經(jīng)銷商發(fā)生了很多糾紛。
近期，北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)協(xié)會公布了《北京市示范使用新能源小客車售后服務(wù)規(guī)范(征求意見稿)》。《規(guī)范》中提出新能源小客車動力鋰離子電池及管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機及其控制器、整車控制器等關(guān)鍵零部件保修期不低于8年或12萬公里，以先到者為準(zhǔn);新能源小客車自銷售者開具購車發(fā)票之日起60日內(nèi)或者行駛里程在3000公里之內(nèi)(以先到者為準(zhǔn))，動力鋰離子電池、驅(qū)動電機的緊要零件出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題的，消費者可以選擇免費更換動力鋰離子電池、驅(qū)動電機。
電池我國網(wǎng)認(rèn)為，我國新能源汽車在發(fā)展之初，出現(xiàn)一些問題在所難免。隨著動力鋰離子電池廠家及整車公司技術(shù)水平的提高，這些問題將會逐步得到緩解或處理。目前我國動力鋰離子電池相關(guān)質(zhì)保條款還在構(gòu)建中，整個體系有待完善，必要時可以借鑒日德等國家的相關(guān)條例。
