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锂离子电池快充的风险基本有什么?

钜大LARGE  |  点击量:880次  |  2021年02月25日  

一般快充为大功率直流充电,半小时可以充满电池80%容量,快充直流充电的电压一般都是大于电池电压的。举例说明,比亚迪秦的电池电压为400V直流,那么直流充电的电压应该会到500V以上,秦的电量为13KWH,那么它的充电电流应该可以做到32.5A,也就是快充充电的功率为P=UI=500V*32.5A=16.25KW。


充电设备安装要求和成本较高,电流电压较高,短时间内对电池冲击较大,长期快速充电影响电池寿命。锂离子电池的快速充电是以牺牲电池的循环寿命为代价,因为电池是通过电化学反应而出现电能的装置,充电是发生逆化学反应,而快速充电将在瞬间向电池内输入大电流,经常使用快速充电模式会降低电池的还原能力,减少电池充放电的循环次数。


1、频繁快充加速了电池电芯的极化


当持续充电电流较大时,电极处的离子浓度升高,极化加剧,电池端电压无法与充入的电量/能量直接线性比例地对应起来。同时大电流充电,内阻的增大会导致焦耳发热效应加剧带来副反应,如电解液的反应分解、产气等一系列问题,危险系数骤然新增,对电池安全性出现影响,非功率型电池的寿命必然会大幅缩短。


2、频繁快充可能导致电芯析晶


锂离子电池快充意味着锂离子快速脱出并游向负极,这时候就要负极材料具有快速的嵌锂能力,由于嵌锂电位和锂析出的电位差不多,在快充或低温条件下,锂离子可能会在表面析出形成枝晶锂。枝晶锂会刺穿隔膜造成Li二次损耗,降低电池容量。当锂晶体达到一定量后就会从负极向隔膜生长,造成电池短路的危险。


3、频繁快充会缩短电池寿命


频繁充电,也容易加速消耗电池的寿命,甚至导致电池活性降低,续航时间缩短等问题。尤其是在快充技术的加入后,虽然在前期充电的速度很快,但没有冲满至100%就拔线,造成多次充电,新增了电池的循环次数,长期这样使用就会降低电池的活性,从而加速电池的老化。


高温是锂离子电池老化的最大杀手,快充的高功率会使电池在短时间内升温,非快充虽然功率低、单位时间内发热低,但是要更长的通电时间。这样一来电池热量也会随时间而积累,充电过程中所出现的热量差别不足以造成电池衰老速度的差异。


综合以上内容,我们可以总结出快充关于电池的质量要求很高,关于电池的寿命有较大的损失,安全系数会明显下降,因此没有必要的时候尽量少做。频繁的给电池进行快速充电会对电池造成伤害,但由于电池电芯密度、材料、环境温度以及电池管理系统的差异,电池在快充过程中的受伤害程度也不同。


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