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动力电池快充和慢充哪个寿命更长?巴斯夫专家:慢充

前不久,广受儿童及家长喜爱的“巴斯夫® 小小化学家”上海特别场今日在上海科技馆正式启幕。本次活动的主题是“电池的奥秘”,

前不久,广受儿童及家长喜爱的“巴斯夫® 小小化学家”上海特别场今日在上海科技馆正式启幕。本次活动的主题是“电池的奥秘”,通过调配电解,制作原电池,带领孩子探寻电池发展的历史。原电池是几乎所有电池的基本模型。其原理是在氧化还原反应中,电子通过电解液迁移产生电流。

活动现场,巴斯夫的电解液专家,则是针对广大电动车车主科普了另外一种知识——电解液,绝对是动力电池当中,最容易忽视,但是却是最重要的那一个。

决定动力电池寿命长短的,恰恰就是电解液。

行业内以“容量衰减至初始80%”作为电池报废标准,快充或慢充会直接决定电池循环寿命长短。

充电功率高低导致的发热程度和极化效应,会直接改变电解液的化学稳定性,最终会大幅影响锂电池的循环寿命与安全状态。

目前市面上常见的快充速率都是1C到4C之间——只要充电速率大于或等于0.5C,就被定义为快充。快充状态下,电解液中中六氟磷酸锂的锂离子迁移速率就跟不上了,甚至会快速分解产生氢氟酸,腐蚀正负极材料,同时持续消耗电解液,导致电解液损耗。

此外,快充易引发负极金属锂析出,单质锂化学活性极强,会直接与电解液发生不可逆反应,生成固态副产物,同样会对电解液造成损耗。

所以这就是为什么有些电动车在用了一段时间之后,发现自己的车电池容量衰减的原因,不过,诸如BMS和热管理系统的应用,可大幅缓解快充损伤——强调一下,只是缓解,而不是避免。

之前说了,电池容量的衰减,其实就是电解液的衰减。有些小伙伴可能就会想了,既然如此,如果我们重新为电池添加电解液,岂不就得到新电池了?

这个想法在理论上是正确的。但是拆开每一颗电芯,再拆掉外壳,再换上新的电解液层……这个成本比买新电池贵多了!

而充电速率小于等于0.3C的慢充,就不会产生以上问题——极化反应极小、发热极低,电解液中的锂盐几乎不分解,有机溶剂也不会产生明显的热分解,而且基本上不会析出金属锂……

这就是为什么长期采用慢充的电池,其容量稳定性更好的原因,因为电池中电解液的损耗速度要低很多。

对于常规车用动力锂电池来说,经常采用3C快充的话,其循环寿命只有0.2C慢充的60%-70%。1C快充循环寿命约为0.2C慢充的80%。

最后,小于0摄氏度的低温以及大于45摄氏度的高温环境,还有电池小于5% 的低电量条件下,电解液的传锂能力相对来说很差,在这种情况下如果采用大功率快充,金属锂的析出风险最高。

所以,现在大家明白为什么冬天在充电之前,要给电池预热升温了吗?说白了就是为了给电池的电解液升温。

那么有小伙伴又问了,固态电池没有电解液了,那冬季充电之前需不需要加温?从目前的固态电池技术来看,是的。固态电池没有电解液,但它同样需要电解质来传导带电离子,目前多数固态电解质,尤其硫化物与聚合物,在低温下离子电导率显著下降,导致内阻升高,放电能力受限。说人话就是电池有电,但是这个劲使不出来。

所以结论已经很明确了,电动车日常补能优先选择慢充,应急场景使用快充。