与我们一起重新思考汽车
大家好，我是电动车公社社长。
电池退化一直是困扰很多车主的问题。 近期，不少车主频频在后台留言，表示想看看充电如何减少电池损耗。 那么今天的问题答案就到这里啦！
自1991年索尼推出首款商用锂电池以来，20年间几乎取代了早期的镍电池，成为主流电子设备甚至电动汽车的电源来源。
正如各种电池的名称一样，各种电池的特性也各不相同。
例如，过去手机中广泛使用镍镉电池。 相信大家都有类似的经历：你妈妈肯定会告诉你，买了手机后，使用时自然关机，然后充电一夜，直到手机充满电。 。
如此重复两三个周期，手机电池才能耗尽。 在以后的使用过程中，请尽量将电池电量耗尽再充电。
如此复杂的操作正是由于镍镉电池的特性造成的，这也可以说是镍镉电池的缺点，那就是“记忆效应”。
记忆效应，简单来说，就是镍铬电池的记忆就像金鱼一样，只有七秒的记忆。 如果长时间使用过程中电池电量没有完全耗尽，它就会忘记自己最多还能有多少电量，而是记住剩余电量值。
也就是说，如果你每次使用镍镉电池时都充电到50%，久而久之，你的电池容量就会变成原来容量的50%。
当时我们也改变了充电习惯，以适应电池。 我记得总统的第一台诺基亚。 为了保证电池的充电时间不会太长而损坏电池，我还定了一个凌晨的闹钟，就是为了拔掉插头。 拔。
后来因为镉的毒性确实不利于生态环境的保护以及充电过程繁琐，逐渐被时代抛弃。
说起锂电池，它发展如此迅速的原因之一就是它具有很高的能量密度。 同等容量下，其体积仅为镍镉电池的20%-30%。 这也在一定程度上推动了电子产品的发展，也正是因为电池尺寸的减小，让更多的想法得以实现，让电子设备真正可以随身携带。
汽车方面，由于近两年电池技术的快速进步，续航里程也从2013年的不足200公里提升到目前700、800公里的水平。
另外，锂电池的寿命也被认为很长。 主流锂离子电池的充放电循环次数一般可以达到数千次。
那么锂离子电池就完美了吗？
当然不是，尽管锂离子电池的寿命比较长，但电池退化是不可避免的。
您不妨拿出手机，进入设置-电池-电池健康状况，看看手机电池的最大容量还剩多少。 反正总裁的手机就快坚持不住了。
这么小的手机电池都会磨损，更不用说车下给大大小小的用电设备供电、运行条件比较差的电池组了。
锂电池有哪些特点？ 衰减是如何发生的？
我们先来说说锂电池的充放电原理：
锂电池的工作原理简单来说就是锂离子在正极和负极之间的相互传输。
锂电池的正极材料一般由锂化合物组成。 充电过程中，正极释放的锂离子会穿过电解液，穿过半透绝缘膜，到达负极材料（通常是石墨）。 这样，由于电位不平衡，外部电路中就会产生电流。
简单来说，整个充电过程就是利用活性锂离子从锂化合物中分离出来，也称为“脱锂”。
同理，在负极发生的就是“嵌锂”反应。
相反，放电过程是正极嵌入锂，负极脱锂。
锂离子伴随着我们每次充放电，在电解液和正负极材料之间勤奋地游动。
时间长了，次数太多，就很难保证所有的锂离子都是活性的。 当一些锂离子感觉无法再运行时，我们电池的容量就会下降。
因此，只要不断地进行充放电过程，锂电池就一定会发生衰减。
另外，以石墨为例，石墨一般用作锂离子电池的负极材料。 从高中化学中石墨晶体的知识我们可以知道，石墨的原子结构是由SP2碳原子组成的类似于苯环的平面分级结构。
虽然碳原子具有近乎完美的球形结构并且非常稳定，但石墨的分级结构是通过电子对形成的大π键连接的。 随着时间的推移，碳原子的结构会崩溃和破裂。
长期使用后，石墨负极片上会出现未完全嵌入锂的锂化合物形成的黑点。 严重时，黑点中心会出现明显的剥落现象。
这种情况的出现表明石墨结构已经被破坏。 结果，锂离子不能根据需要嵌入负极材料和从负极材料中脱嵌。
此外，负极片上形成锂化合物的过程也会消耗一些活性锂离子。 电池的容量甚至耐用度都会因此而大大降低。
所以总体来说，锂电池衰减的主要问题在于可用活性锂离子的数量以及正负极材料的活性。
既然原理都明白了，想要保护电池，就要从活性锂离子数量和正负极材料的耐用性入手。
由于我们普通消费者一般无法参与车用电池的研发，因此无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池，电池电解液和正负极材料在购买后都不会发生变化。
我们能做的似乎就是适应锂电池的脾气，尽可能多地保护活性锂离子。
锂电池最敏感的是温度。 锂电池最适合工作的温度是20℃-40℃。 虽然大多数电动汽车都有温控系统来保证电池组工作在最合适的温度，但如果电池长期工作在北方这样的零度以下的条件下，温控系统的作用几乎可以忽略不计。 。
因为在低温下，会影响电解液的性能。 打个比方，如果把这些活性锂离子比作游泳运动员，把电解液比作游泳池里的水，那么如果水的温度很低，它甚至会结冰，让运动员几乎无法游泳。继续游泳。
另外，在低温条件下，化学离子定向迁移的阻力也会增大，导致电池内阻增大。 这样，无论是充电还是放电，电阻都会增大。 以游泳为例，高阻力就相当于逆流游泳。 在这个过程中，一些活性锂离子也会损失。
这也解释了为什么锂电池的续航表现在冬季会大大降低。
不过，外界温度也是用车时难以控制的因素，因为即使在寒冷的冬季，很多车主仍然需要电动汽车作为代步工具。
那么作为车主，我们能做什么呢？
首先是尽可能多的使用慢充的充电桩进行充电，因为当使用大功率的快充桩时，连接的电流会变得很大，此时所有锂离子的运动都会加速向上。
虽然锂离子的嵌入和脱嵌变得更快，但问题是此时锂离子变得更加活跃。 这时，一些锂离子更容易与负极材料发生反应，生成碳锂化合物，这就是前面提到的“黑点”，这样，一些活泼的锂离子就会减少。
当然，这种“快充加速电池衰减”的情况都是相对的。 以一辆在美国服役5年的特斯拉汽车为例。 续航里程达23.5万公里，充电次数超过1000次。 在此状态下，电池容量仍接近90%。
因此，电池退化并没有那么可怕。
即使每天快速充电2、3次，一年后，电池也只会比正常充电状态多损耗5%左右。
因此，总裁认为，无需担心快充带来的损失。 只是如果条件允许的话，还是多用慢充比较好。
第二点是避免过度充电或过度放电，因为当电池充满电时，内部各个电芯的峰值电压可能会超过其额定电压，从而对正极材料造成损坏。
幸运的是，充电桩和车载软件系统为我们解决了过度充电的问题。 因为市面上的充电桩大部分都通过了国家标准，具有充满电后自动切断电源的功能。
另外，很多机型还具有充电设置功能，充电到90%时自动断开。 所以我们不用担心过度充电的问题。
所以我们维护电池唯一需要做的改变实际上是最后一个，那就是避免耗尽电池。
这是因为过度放电会导致负极石墨材料过度释放锂离子，从而加速石墨微观结构的崩溃。
如前所述，负极的石墨结构是锂离子嵌入和脱嵌的“基础”。 可以想象，如果底座塌陷，锂离子就没有地方储存了，直接影响就是电池容量下降。
因此，功率最好控制在10%-90%范围内。 这非常符合锂电池的特性，因为浅充电和浅放电是锂电池最喜欢的工作条件。
因为在这个范围内，锂离子既不会被迫进入负极材料而造成沉积，也不会被释放而对极性材料造成损害。 通过保护正负极材料和活性锂离子的安全，电池衰减问题自然会得到很大改善。
这也是之前一些混合动力车型的电池故障率低、耐用度高的原因。 因为混合的逻辑不会对电池组进行过充电和过放电，因此在浅充电和浅放电的情况下，电池的循环寿命将大大增强。
其实，所谓浅充浅放并不难，因为习惯驾驶电动车的车主都会留下一个续航冗余，而这个冗余基本上就是10%电池对应的范围。
例如，总统询问一位网约车司机，他每次去充电站时，总是留下30公里左右的电量，为绕路和找景点留下冗余。
从这一点来看，他的车满电续航是400km，所以剩下的冗余量基本在10%左右，所以实现浅充浅放并不是什么难事。
此外，当前的电动汽车将配备与电池组一起设计的BMS电源管理系统，该系统将严格控制电池的进出电量。 它还可以提高电池的利用率，帮助我们延长电池的使用寿命。
说了这么多，锂电池的充放电原理和保护方法就很明显了。 当然，总统在这里还想多说一句：永远不要让人维修电池。 我们保护电池，让电池更好的发挥作用。 我们。