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鋰離子電池快充的風險基本有什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:894次  |  2021年02月25日  

一般快充為大功率直流充電,半小時可以充滿電池80%容量,快充直流充電的電壓一般都是大于電池電壓的。舉例說明,比亞迪秦的電池電壓為400V直流,那么直流充電的電壓應該會到500V以上,秦的電量為13KWH,那么它的充電電流應該可以做到32.5A,也就是快充充電的功率為P=UI=500V*32.5A=16.25KW。


充電設(shè)備安裝要求和成本較高,電流電壓較高,短時間內(nèi)對電池沖擊較大,長期快速充電影響電池壽命。鋰離子電池的快速充電是以犧牲電池的循環(huán)壽命為代價,因為電池是通過電化學反應而出現(xiàn)電能的裝置,充電是發(fā)生逆化學反應,而快速充電將在瞬間向電池內(nèi)輸入大電流,經(jīng)常使用快速充電模式會降低電池的還原能力,減少電池充放電的循環(huán)次數(shù)。


1、頻繁快充加速了電池電芯的極化


當持續(xù)充電電流較大時,電極處的離子濃度升高,極化加劇,電池端電壓無法與充入的電量/能量直接線性比例地對應起來。同時大電流充電,內(nèi)阻的增大會導致焦耳發(fā)熱效應加劇帶來副反應,如電解液的反應分解、產(chǎn)氣等一系列問題,危險系數(shù)驟然新增,對電池安全性出現(xiàn)影響,非功率型電池的壽命必然會大幅縮短。


2、頻繁快充可能導致電芯析晶


鋰離子電池快充意味著鋰離子快速脫出并游向負極,這時候就要負極材料具有快速的嵌鋰能力,由于嵌鋰電位和鋰析出的電位差不多,在快充或低溫條件下,鋰離子可能會在表面析出形成枝晶鋰。枝晶鋰會刺穿隔膜造成Li二次損耗,降低電池容量。當鋰晶體達到一定量后就會從負極向隔膜生長,造成電池短路的危險。


3、頻繁快充會縮短電池壽命


頻繁充電,也容易加速消耗電池的壽命,甚至導致電池活性降低,續(xù)航時間縮短等問題。尤其是在快充技術(shù)的加入后,雖然在前期充電的速度很快,但沒有沖滿至100%就拔線,造成多次充電,新增了電池的循環(huán)次數(shù),長期這樣使用就會降低電池的活性,從而加速電池的老化。


高溫是鋰離子電池老化的最大殺手,快充的高功率會使電池在短時間內(nèi)升溫,非快充雖然功率低、單位時間內(nèi)發(fā)熱低,但是要更長的通電時間。這樣一來電池熱量也會隨時間而積累,充電過程中所出現(xiàn)的熱量差別不足以造成電池衰老速度的差異。


綜合以上內(nèi)容,我們可以總結(jié)出快充關(guān)于電池的質(zhì)量要求很高,關(guān)于電池的壽命有較大的損失,安全系數(shù)會明顯下降,因此沒有必要的時候盡量少做。頻繁的給電池進行快速充電會對電池造成傷害,但由于電池電芯密度、材料、環(huán)境溫度以及電池管理系統(tǒng)的差異,電池在快充過程中的受傷害程度也不同。


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