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电动汽车电池退化的原因是什么?如何避免?

   日期:2020-01-12     浏览:0    
核心提示:随着航程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
        随着航程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,车辆的续航里程不会那么大。这种电池容量损失的度量称为电池降级。如果要使电池在其整个生命周期内具有最佳性能,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,我们讨论导致电动汽车电池退化的原因以及如何避免这种情况。

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,这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,阳极材料吸收和释放锂材料,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。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,反过来,SEI增加了电池的内阻,并消耗了一定量的锂以形成电池,导致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。低温下,电解质的离子电导率和锂离子在电极上的扩散率将降低。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。

        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。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%至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放电池始终最好以半充电状态存放电池。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:  温度过高时,切勿将电动汽车长时间停在直射的阳光下。当温度超过30 0 C 时,最好将电池停在阴凉处

 
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