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三问三解 | 你以为对电池好,其实是在放血

2025-06-11 12:55:06中国质量新闻网

动力电池作为典型的物理化学系统,具有强非线性和时变特性,在使用过程中会出现性能下降,一般体现为剩余容量的衰减或内阻的增加。

据公安部交通管理局消息,截至2024年底,全国新能源汽车保有量达3140万辆,占汽车总量的8.90%;其中纯电动汽车保有量2209万辆,占新能源汽车保有量的70.34%。相比燃油车,新能源汽车的结构、性能、保养方面都有许多不同,特别是动力电池。不少消费者错误的用车习惯,会加速动力电池的老化。今天的三问三解主聊电池。

充满100%才踏实?

不少人习惯睡觉前给手机充上电,起来以后就是100%,同样,不少新能源车主也习惯将电池充满,但这种用法对电池本身来说并不好。

当锂电池充满电后,大部分锂离子都位于负极,但持续保持充电状态,负极无处容纳的锂离子就会变为死锂,导致锂离子损失,久而久之使得电池整体容量下降。不仅如此,过度充电还会导致正极过度缺乏锂离子,导致结构不稳定。长期以往,将导致正极结构塌陷,这个时候如果进行放电,从负极回到正极的锂离子无处容纳,使得锂离子也变成死锂,导致电池容量下降。

不少人可能还遇到过笔记本电池鼓包的问题,这是因为电池长期处于100%满电状态。当电池显示100%电量了,实际上也不断有电流以涓流充电的方式继续充电。此时大量的锂离子均位于电池负极,而正极几乎没有什么锂离子,导致其晶格结构塌陷,电池析出氧气,造成电解质分解,电池内部压力增加,表象就是鼓包漏液。这也是为什么,现在的手机或笔记本都有电池保护设置的原因。当然汽车的BMS相对更加完善,但依然不建议时常充满,最好为充电上限留出一定的余量。

建议三元电池充至80%—95%区间就好,一方面保证补能速度,一方面对电池寿命更好。而磷酸铁锂电池可定期充满电,以便BMS对电压(电量)进行校正。

用光充电更省?

相比100%的电量,电池更怕0%的电量。电池放电至极低水平时,负极几乎不存在锂离子了,也就是无电可放的状态,过放电时,正极材料的晶体结构会发生坍塌或相变,导致锂离子脱嵌困难,甚至无法再参与电化学反应,导致电极材料损伤和活性物质损失,会使电池的可用容量显著降低,且这种损伤会永久降低电池容量。

过放电时,还会破坏原有SEI膜,迫使电解液持续与负极反应生成新的SEI膜,这一过程会消耗大量锂离子和电解液,加速电池老化。

更有甚者,当极低电量时,系统继续让电池放电,当电压低于门限电压(MOS晶体管中形成逆温层的临界电压),电池包内状态最差的那一节电池就会被其他电池进行反向充电,电压是负值,活性物质结构崩塌,等效成一个电阻,并开始发热,直至热失控。这也是为什么汽车厂家会对电池进行锁电藏电的原因——避免滥用工况,保护电池安全和寿命。

动力电池,最忌满充满放

充多少?日常使用,建议浅充浅放。也就是尽量将电池电量保持在20%—80%左右,随用随充。长途出行前再充满,而且充满的时间保持越少越好。

大功率快充很方便,但?

虽然现在各类电池技术都把提升电池的寿命和充放电速率作为目标,如对LFP正极表面包覆纳米级材料或者引入新型导电剂、采用石墨烯结构改良负极、让石墨结构兼具超级快充和高能量密度的特性、更完善的温控系统等。

“4C、5C,甚至6C”现在汽车的充电速度越快,对提升用车体验是好事,但大功率快充对电池其实并不那么好。

以现在的化学电池体系,只要充放电,就一定会产生一种名为“锂枝晶”的东西。锂枝晶来源于电池内部的锂离子,当电池因为某些时候状态不佳,导致“生病、闹肚子”,锂枝晶就是落下的病根,且目前还“无药可用”。锂枝晶的形成可以分为成膜、成核和生长三个阶段。简单来说,锂离子是在反复的移动过程中,沉积、生长的过程,最终形成晶须状枝晶、苔藓状枝晶及树状枝晶等多种形貌。

在大电流快充时,电池负极快速涌入大量锂离子,但一时半会锂离子无法嵌入到负极晶格中,时间过长就会导致锂沉积副反应,导致析出死锂(锂枝晶)。

在大电流快充时,电池的温控是极为主要的一环。电池温控没做好,又使用大功率快充对电池充电,是电池衰退的核心因素。由于电池的工作温度极为狭窄(一般为25℃—30℃),大功率快充时,电池很容易高温,导致部分锂离子变成死锂。

其次,大电流充电时,电池电化学反应过程会使电极上电位偏离了平衡电位,出现浓差极化现象。理想情况下,充完电最好静置数分钟(约5分钟—15分钟)来减少极化电压,消除浓差极化影响,并让电池进一步散热。(朋月)

(责任编辑:陆明)
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