哪些因素會(huì)影響電動(dòng)汽車電池容量的衰減速度?
影響電動(dòng)汽車電池容量衰減速度的因素主要有以下這些。
首先是硫化現(xiàn)象,在電池使用及充放電過程中,極板會(huì)逐漸被堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶覆蓋,導(dǎo)致活性極板面積減少和酸液濃度降低,使電池容量下降。
其次,冬夏季電池充電電壓不同,若沒有能隨環(huán)境變壓調(diào)整的充電器,夏季過充會(huì)引起電池失水、鼓包和變形,冬季欠充則會(huì)導(dǎo)致行駛里程下降。
再者,串連電池間的電壓不均衡也會(huì)影響電池容量,傳統(tǒng)充電方式無法解決這一問題,容量將受限于最低電壓的電池。
鋰電池的濫用是一個(gè)關(guān)鍵因素,SOC 過高時(shí)電解液分解速率加快,在石墨負(fù)極形成厚沉積層,其中的鋰以沉淀形式存在。
溫度至關(guān)重要,過高或過低的溫度都會(huì)導(dǎo)致活性鋰離子含量降低,電極材料結(jié)構(gòu)受損,金屬離子溶出,嚴(yán)重影響電池容量。
電池自身質(zhì)量決定了初始?jí)勖?,電極片及輔件質(zhì)量、化學(xué)體系匹配、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量把控和測試元件可靠性等都會(huì)影響。
使用習(xí)慣如駕駛習(xí)慣、充放電習(xí)慣及區(qū)間、運(yùn)行里程等也會(huì)作用于電池工作的物理量,進(jìn)而影響壽命衰減。
充放電區(qū)間是重要因素,在完全滿電和空電狀態(tài)下,電池內(nèi)部化學(xué)體系副反應(yīng)速率增加,容易造成材料顆粒破裂和接觸失效,性能下降。
而且在極高或極低 SOC 下,可能出現(xiàn)化學(xué)成分不均勻,導(dǎo)致局部過放或過充,增加失效風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境溫度影響明顯,25℃左右是最適宜工作溫度,高溫時(shí)副反應(yīng)速率加快,低溫時(shí)鋰離子傳導(dǎo)變慢,容易出現(xiàn)極化和析鋰。
充放電倍率大,循環(huán)壽命衰減快,可能在負(fù)極表面析鋰,造成更大極化和電池溫度偏高,加快副反應(yīng)速率。
循環(huán)次數(shù)和一致性也不容忽視,電池系統(tǒng)由大量單體電池集成,性能有木桶短板效應(yīng),容量取決于最差電芯,且隨著老化不一致性會(huì)惡化,循環(huán)后期越考驗(yàn)電池一致性和綜合性能。
此外,年限和自放電現(xiàn)象也有影響,即便電池閑置也會(huì)產(chǎn)生衰減,分為可逆和不可逆自放電。
循環(huán)壽命方面,三元鋰約 1500 次,磷酸鐵鋰約 3000 次,一個(gè)循環(huán)指一次完整滿充和滿放。
新能源電池對(duì)溫度敏感,高溫會(huì)加快副反應(yīng)致性能衰減,低溫快充易出現(xiàn)析鋰導(dǎo)致容量下降。我們應(yīng)盡量少用快充,避免滿充滿放,以延緩電池衰減。