伴随着范围焦虑和充电基础设施的缺乏,电池退化也是使电动汽车对大众可行的主要障碍之一。不同类型的锂电池根据其化学性质具有不同的生命周期,通常在几百到几千之间。在此充电周期中,由于老化,电池会失去其原始电量,这意味着与单次充电时的初始性能相比,车辆的续航里程不那么大。这种衡量电池容量损失的方法称为电池降级。如果我们要使电池在其整个生命周期内都具有最佳性能,则需要在电池的操作和存放方面采取适当的措施。在本文中,让我们讨论什么原因电动汽车中的电池退化以及如何预防。如果您想了解有关EV电池及其在EV中的使用方式的更多信息,您还可以阅读此电动汽车电池文章。
电池退化的原因是什么?
很难指出造成电池退化的一个特殊原因,它可能是由多种因素引起的。操作和储存条件等过度充电,过度放电,具有高的C速率充电,具有完全SOC存储,操作和在高温度存储是影响电池健康,并导致电池劣化的主要原因。内部化学反应(例如,阳极晶体结构的损坏,SEI层的形成和腐蚀)也会导致电池退化。
电动汽车电池过度充电和深度放电的影响:
将电池充电至最大电量并深度放电可能会产生很长的距离,但会给电池造成压力。在充电和放电过程中,阳极材料吸收并释放锂材料,其体积会发生变化。在循环过程中,这些体积变化会削弱晶体结构的阳极。在电池深度放电期间,体积变化会更大,从而导致阳极微裂纹。这会使阳极颗粒的新部分暴露于电解质中,从而导致SEI的形成,而SEI则增加了电池的内阻,并消耗了一定量的锂,从而导致了电池不可逆转的容量损失。
锂电池过度充电会影响电池的负极。过充电会导致在阳极上形成树枝状晶体,并且还会导致电压突然增加,这与电池内部电阻的升高有关。过度充电还会导致内部温度升高,这可能导致热失控和电池着火。
温度对电动汽车电池的影响:
基本上,对于锂离子电池,最佳温度范围是15°C–35°C。在此舒适范围之外操作会加速电池退化。在低温下,电解质的离子电导率和电极上的锂离子扩散率将降低。由于锂离子嵌入阳极的速度变慢,因此在低温下为电池充电需要更多时间。这将导致锂离子在电极表面上的沉积,并导致电池性能下降。
在高温下运行会缩短锂离子电池的使用寿命。高温会增强电解质中导电盐(六氟磷酸锂)的分解。并且还会增加SEI层的无机化合物。这增加了电池的内部阻抗,这进一步增加了电池的内部温度。如果这种热量不受控制,不仅会导致电池退化,还会导致热量失控。
电池退化的另一个原因是腐蚀。在制造电池时,任何痕量水的存在都会导致腐蚀。LiPF6是电解质中最常用的锂盐,可与水反应并形成氢氟酸。这种氢氟酸腐蚀金属收集器,导致电池退化。
如何延长电动车电池的使用寿命?
在安全工作区域之外操作电池会导致电池退化。即使电池配备了电池管理系统(BMS),我们也必须妥善保管电池,以确保电动汽车的长寿命和最佳性能。
避免完全充电和深度放电:为了在80%到20%SOC之间保持电池的长寿命和最佳性能。在电池组中,BMS不允许将电池组充电至100%,也不能将其放电至0%。总会有10%的缓冲。
避免频繁的快速充电:快速充电会导致电池温度升高,进而导致电池退化。为了延长电池寿命,避免在不需要时快速充电。
不要以100%SOC状态或深度放电状态存储电池:始终最好以半充电状态存储电池。长时间离开车辆时,请将其充电至50%或将其放电至50%。
将电池保持在最佳温度:高温时, 切勿将电动汽车长时间停在直射的阳光下。当温度高于30 0 C时,最好将电池停在阴凉处