锂电池为何越来越不顶用了?

2023-10-27      165 次浏览

手机锂离子电池弱鸡,也就输一局游戏而已,隔壁的电动汽车主可比你还要惨,买了不到两年的车,满电续航已经从400掉到300了,轻松赔到你颤抖。搞锂离子电池都能得诺贝尔奖了,但是电池容量衰减为何还解决不了?


我们看到的锂离子电池是这样、这样还有这样的,但是要研究衰减的原因,我们把TA扒开还原出最基本的结构。在锂离子电池中,基本结构由正负极、电解液、隔膜组成,正负极材料负责储存释放锂离子,电解液运输锂离子,隔膜则是将正负极隔开,只允许锂离子通过。


锂离子电池放电时,石墨负极将内部储存的锂离子释放到电解液中,负极这边锂离子浓度变大,这时锂离子就会向浓度低的正极侧移动,多余锂离子被正极吸收,锂离子电池内部再次恢复平衡。假如是充电,则过程相反。


理论上来说,只要一直重复这个过程,锂离子电池就可以无限次使用。但现实是残酷的,只要锂离子电池开始充放电,正负极和电解液就会受刺激发生化学反应被消耗,正极破裂、负极坍塌、电解液分解,储存和运输锂离子的物质变少,而且无法补充,锂离子电池可用容量就减少了。容量衰减就像长皱纹,正常状态下比较慢,我们更需警惕,什么时候会加速衰老。


锂离子电池最适合的工作温度是15-35℃,假如超出了这个温度范围,容量衰减会大幅加快。在北方的冬季,锂离子电池温度可以低至-10℃,而在夏季,气温和锂离子电池发热双重用途,锂离子电池温度最高可以达到60℃。根据实验报告证明,同一款磷酸铁锂离子电池,在55℃下持续工作,寿命只有25℃时的1/7,而在-10℃时,寿命只有1/10。


锂离子电池本身就是一个消耗品,怕冷又怕热,那我们在买电动汽车时,就得选给锂离子电池装空调的车型,这个装置学名热管理系统,假如还不确定,这几个品牌的车型闭着眼选都是没问题的。


除此之外,假如经常将锂离子电池用得太光、充得太满,也会大幅加快容量衰减,根据研究证明,目前的三元锂离子电池,常温状态下前充浅放(10-90%的循环)的循环寿命,是满充满放(0-100%)的3倍以上。锂离子电池又怕身体被掏空,那我们用车时,还有10%就去充电,充到90%就停,这样锂离子电池寿命也可以大幅延长。



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