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    鋰電池充不進去電是什么原因?

    鉅大LARGE  |  點擊量:5823次  |  2020年02月17日  

    鋰電池的工作原理,主要靠鋰離子在正負極之間來回移動,充工作電就是把鋰離子從正極搬到負極的一個過程,鋰離子從材料里面出去是一個快速的過程,進入材料里面是一個慢的過程。對于石墨材料來講,鋰離子出來的時候比進去的時候差一百倍以上,速度差兩個數量級,放電較容易,充電較難較慢。所以有些企業稱,把正極進行改進,就能讓電池5分鐘充進去多少多少電,這完全不可信,因為充電不是正極說了算,而是負極說了算。


    今天的電池材料體系,負極材料有石墨,還有其他碳材料,最近想把硅的氧化物加進去,還有快充的碳酸鋰,實際上都有不同的特點。鋰離子大量充電的時候,首先通過電解液,在里面進行擴散,這使得在低溫的時候充電就有問題了,因為低溫的時候,電解液的電馬力不夠,離子的擴散速度就不夠,在低溫的時候要想快充,這個事情會變得更難。


    充不進去電的時候存在兩個問題,鋰離子在電解液里運不過來是一個問題,但是鋰離子從電解液里面運過來以后,到了電極界面之后,進入的門太小,鋰離子進不去,進去之后,屋子里面太擠,而都擠在門口更危險,在門口堆積就會導致短路,越低溫的時候,這個問題會越大。


    消費者對于快速充電都有需求,一輛正常的轎車,如果把充電功率提高的時候,時間會相應縮短。能達到幾分鐘充滿電也并不是什么了不起的事,但是到了一個小時、甚至半個小時以內的時候,這種快充是否還有意義還要取決于電池、充電基礎設施是不是能滿足要求,這涉及到安全問題。


    除了安全問題之外,快充、包括充電的模式都會影響電池的壽命,把電池的電壓上限設置更高一點,代價是減少壽命。快充的時候,溫度高一些可以達到效果,但是也是以犧牲電池壽命為代價的。這在剛開始使用車輛的時候可能看不出來,但是越到后面對電池的影響就會越明顯。


    電池壽命還跟充放電的深度有關系。例如,一塊手機電池在充到90%的時候就停止,在大于20%的時候就開始充電,要比別人每一次都充得很滿,每一次用到關機的時候才充電的情況,使用壽命長很多。所以,對鋰電池來講,在中間是比較好的。


    舉一個快充的例子,美國國家實驗室曾用日產Leaf做了不同的充電情況的實驗,也做了不同溫度情況下的實驗,主要實驗的是快充50千瓦的直流充電,33千瓦的交流充電的區別。通過實驗發現如果溫度能夠保持電池的溫度比較好的情況下,電壓能夠控制得比較好,影響不是太大。


    快速充電除了關心速度以外,也要關心安全和電池壽命,電池壽命跟電池的充放電深度密切相關,合理的充電、合理的快充可以做到對電池沒有影響,但是高倍率的電池快速充電會對電池有影響。


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