相信很多擁有新能源汽車,以及想要購買新能源汽車的消費者,心里都有過這樣一個疑問,“如果我買一臺新能源汽車的話,大概可以開多久”?
到了電車時代,大家最心心念念的影響壽命的因素,則變成了電池。因為大家都是玩手機、電腦、平板過來的,在內(nèi)存、性能劣勢展現(xiàn)出來之前,往往都是電池率先崩盤,這導致大家對電池壽命極為敏感。
而對于電池壽命,我們則總能在網(wǎng)絡上聽到各種聲音。有的車主痛斥車企沒良心,自己的愛車才跑了幾萬公里就出現(xiàn)了“嚴重衰減”,也有的車主曬出自己的車輛里程,用車近十年,里程衰退卻少之又少。這又是為什么?
新能源汽車動力電池的正常壽命應該是多少?導致里程出現(xiàn)嚴重衰退的原因的又是什么?如果你也對這些問題感興趣,以下不妨讓我們來簡單了解一下。
電池本體特征:
首先,我們需要知道一件事,新能源汽車采用的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,都屬于鋰離子電池。而不管你用還是不用,鋰離子電池的壽命都會逐漸衰減,這是其化學特性決定的。
如何理解這個化學特性呢?簡單來說,鋰離子電池是通過氧化還原這一化學反應來實現(xiàn)充放電的。在充電時,位于正極的鋰金屬會被氧化成鋰離子,并通過電解液和隔膜跑到負極;而在放電時,這些鋰離子又會反過來跑回正極。
磷酸鐵鋰電池:
磷酸鐵鋰電池是一種采用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。它的優(yōu)點包括安全性高、循環(huán)壽命長、成本低。磷酸鐵鋰電池在充放電過程中結構穩(wěn)定,不容易發(fā)生短路、起火等安全問題。
此外,磷酸鐵鋰電池的使用壽命較長,能夠經(jīng)受更多的充放電循環(huán)。雖然磷酸鐵鋰電池的能量密度相對較低,但它仍然是新能源汽車、儲能系統(tǒng)等領域的重要電池技術之一。
作為鋰電池的一種,磷酸鐵鋰指的是作為正極材料的鋰離子電池;采用橄欖石結構的LiFePO4作為電池的正極,由鋁箔與電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,它把正極與負極隔開,但鋰離子可以通過而電子不能通過,右邊是由石墨組成的電池負極,由銅箔與電池的負極連接。
電池在充電時,正極中的鋰離子通過聚合物隔膜向負極遷移;在放電過程中,負極中的鋰離子通過隔膜向正極遷移,鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的。充電時,鋰離子在電場力的作用下,從磷酸鐵鋰晶體表面,進入電解液,穿過隔膜,再遷移到石墨晶體的表面,然后嵌入石墨晶格中。
鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后,磷酸鐵鋰轉化成磷酸鐵。放電時,鋰離子從石墨晶體中脫嵌出來,進入電解液,穿過隔膜,遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。磷酸鐵鋰電池有著較高的工作溫度范圍,在-20°C至+75°C下均可正常工作,一些具有耐高溫特性的磷酸鐵鋰電池還可以在350°C至500°C范圍內(nèi)正常工作,由于其有著出色的結構穩(wěn)定性、安全性能以及較長的使用壽命,所以更加適合用在動力系統(tǒng)領域中使用。
一般來講,引起電池容量衰減的原因主要有四個方面:當作為動力電池裝載上車后,電池作為動力輸出源,尤其是電動汽車的主要輸出動力,需要進行定期的維護和保養(yǎng)。為了最大限度的延長電池使用壽命,(1)避免深度放電,保持電池的電量在一定容量之上,比如30%以上;(2)長時間不用的情況下,建議每個月都進行一次充放電;(3)控制充電電壓,防止電壓過大造成電池損壞;(4)避免高溫環(huán)境,溫度的對電池的使用壽命有著很大影響,減少減速衰減的過程。
三元鋰電池
同樣作為鋰電池的一種,三元鋰電池的正極采用的是三元材料,一般指的是Ni、Co、Mn或Ni、Co、Al三種金屬元素為核心元素的正極材料;磷酸鐵鋰電池能量密度已經(jīng)基本達到理論的極致,而三元電池的能量密度還有很大的提升空間。綜合能力密度、功率密度、循環(huán)壽命、低溫性能等方面,三元電池的綜合性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。影響三元鋰電池壽命的因素主要包括儲存狀態(tài)下的容量衰減和循環(huán)狀態(tài)下的容量衰減。其中,充放電的次數(shù)和電流大小以及溫度都會對電池容量和壽命造成影響。
循環(huán)壽命是最主要的影響因素
對于循環(huán)衰減較為穩(wěn)定的電池,固體電解質層(SEI)消耗的活性鋰是全電池容量衰減的主要部分。它來源于負極在充放電過程的成膜消耗。在循環(huán)初期,負極膨脹速率相對較快,SEI消耗活性鋰也相對較快。而進入循環(huán)中后期后,膨脹速率減緩,SEI消耗活性鋰也趨于平穩(wěn)階段。在特定的溫度區(qū)域,25~55 ℃符合隨著溫度增加,衰減加快的衰減規(guī)律。其衰減由SEI成膜增厚主導,容量衰減Qloss和溫度T和時間t或者循環(huán)次數(shù)N。
針對鋰離子電池特性的這兩種情況,行業(yè)內(nèi)總結出了兩個概念用以定義動力電池的壽命,其中第一個是日歷壽命,另一個是循環(huán)壽命。
先來說日歷壽命。就像前面提到的,在完全不使用的情況下,鋰離子電池內(nèi)部材料也會隨時間衰減,而從電池嶄新出廠到容量跌至國標規(guī)定下限的時間,就是日歷壽命。
但通常來說,我們是不知道動力電池的日歷壽命的,因為這個概念聽起來像極了“保質期”,對那些用車頻率不高、想要長期保有的消費者來說很不利。此外,長期停置也并不符合多數(shù)消費者的用車場景,所以我們才很少見到有關日歷壽命的討論。
車輛使用
按照正常使用流程,盡管不同廠家的電池壽命也是有所區(qū)別的,國家強制要求動力電池電芯循環(huán)使用壽命必須要在1000次以上,而對于整一個動力電池的PACK,磷酸鐵鋰一般可以做到2000次,而三元鋰電池,平均水平是在1000-1500次,做得好的,則可以達到2000次以上。三元鋰電池的壽命起碼可以保持8年以上,磷酸鐵鋰壽命則會更長一些,可達10年或以上。領岳新能源鋰電池采用全新工藝生產(chǎn),品質有保證,壽命更長,消費者可以放心使用,售后無憂更耐用更安全!
總結來看,我們對動力電池壽命的擔憂實際是略有一絲多余的,因為在國家標準下,很多新能源車的里程是足夠我們使用到換車的,而在此基礎上,車企也會提供有關電池的各項質保政策。作為消費者,我們可以嘗試了解更多有關科學用車的知識,比如嘗試著多看看說明書,因為里面會講到很多正確的用車方式,而這些知識的可靠性肯定是遠大于你從其他娛樂性平臺獲取的,這樣就能夠更進一步保證電池壽命。幫助大家更全面、更科學地認識并使用汽車。由此一來,大家很多的選車、用車難題及困擾,也就從根本上迎刃而解了。