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快充到底對電池有沒有損傷

生活 更新时间:2024-08-11 21:16:07

在購買新能源車時,可能大部分銷售會提醒用戶:盡量采用慢充,少用快充,快充可能會對電池造成損傷。

慢充耗時長,有利于電池健康。快充更為便捷,耗時短,但就會對電池壽命造成影響了麼?

快充到底對電池有沒有損傷(快充會對電池造成損傷)1

對此,上汽捷能工程師給各位科普一下快充傷電池的問題。

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這之前,糾正一丢丢:

快速充電不會傷電池,但是頻繁的快速充電相對于慢充來說确實會對電池造成傷害。

電動汽車主要有兩種充電模式:快充(直流)和慢充(交流)。

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在整個充電過程中,對于不同的電池有不同的标準充電電流。

例如對于3C(比如50Ah的電池3C充電就是充電電流為3*50=150A)産品電池标準一般選擇0.1C~0.5C;而對于大功率型動力電池,标準充電一般為1C。

什麼是1C充放電?

平時說的慢充就是用标準充電電流進行充電,而快充指用高于标準充電電流數倍至數十倍不等的電流進行充電。

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快充與慢充過程中,電壓電流随時間變化情況

不管快充還是慢充,都是在外部電能的作用下将電芯正極的锂離子遷移到電芯負極的過程。而快充和慢充的區别就在于充電過程中電芯正極锂離子Li 遷移速度的快慢。

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充電過程中,锂離子由正極向負極遷移

或許我們可以将锂離子充電過程比作倒啤酒。倒啤酒的速度越快,啤酒杯裝滿的速度也越快,但是酒杯中的啤酒泡沫越多;反之,倒的慢,裝滿的速度慢,但是酒杯中的啤酒泡沫少,啤酒更多。

快充最大的優勢在于節省了充電的時間,但頻繁快充,從不慢充的話,會對電芯造成一定的損傷,不僅影響電池的壽命,還甚至可能影響到安全。為什麼會這樣呢?

1、加速電池電芯極化

一般在锂離子電池的充電過程中,電極内部擴散的Li 遷移速度相比電解液很小,電極内部擴散是Li 擴散速率的控制步驟。

由于Li 在電極顆粒内部的遷移速率遠小于其表面發生的電化學反應速率,因此引起了電極的濃差極化現象,會進一步加劇正負極電極電勢差偏離平衡電勢。

當持續充電電流較大時,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。

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同時大電流充電,内阻的增大會導緻焦耳發熱效應,加劇帶來副反應。如電解液的反應分解、産氣等一系列問題,危險系數驟然增加,對電池安全性産生影響,非功率型電池的壽命必然會大幅縮短。

2、可能導緻電芯析晶

在充電過程中,我們對于锂離子的控制實際上是很弱的。我們隻能保證锂離子會遷移到負極表面,但無法保證锂離子會均勻的分布在負極表面。

在锂電池快充即意味着锂離子快速脫出并“遊向”負極,這時候就需要負極材料具有快速的嵌锂能力。

用于锂電池快充的負極材料包括碳材料、钛酸锂及其它的一些新型材料。對于碳材料來講,由于嵌锂電位和锂析出的電位差不多,常規充電的情況下一般是锂離子優先嵌入石墨,但是在快充或低溫條件下,锂離子可能會在表面析出形成枝晶锂(又稱析晶)

枝晶锂會刺穿隔膜(SEI),會造成Li 二次損耗,降低電池容量。當锂晶體達到一定量後就會從負極向隔膜生長,造成電池短路的危險。

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所以,如果用戶頻繁的通過快充給電池進行充電,那确實會對電池造成傷害。

但由于電池電芯密度、材料、環境溫度以及電池管理系統的差異,電池在快充過程中的受傷害程度也不同。

目前大多數電池會根據電池的剩餘電量、電池性能等因素設計合理的充電策略,通過調節充電功率,盡量減小快充對電池的傷害。

因此用戶快慢充間隔地使用,不要隻依賴于快充,是不用過分擔心會損壞電池的!

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