首页/文章/ 详情

【基础科普】快充&超快充伤电池吗?

3小时前浏览33
本文非常基础,是主要面向普通人的一个科普。业内专业人士基本可以不看(不过你要是被朋友问着要求科普的话,倒是可以看看:))
结论:一般的快充不太伤,超快充伤。

 

电池的老化有两种(图1):




 

一种是循环老化(cycle aging),就是充电-放电过程中的老化,有可能有应力、裂纹产生,SEI增加消耗电解液,并有可能在滥用时析锂等一系列机理(图2)导致的,这方面文章很多。一般来说,充放电条件越苛刻——更大的倍率,应力,以及过高和过低温度,会有明显加速的老化。


 

一种则是日历老化(calendar aging),就是电池不用放在那存储,因为电极材料和电解液的副反应,慢慢老化的过程。一般来说,比较高的SOC电量状态以及更高的温度同样会加速老化。至于这种老化对应机理,很多同样也可以从下图中得到,这里就不一一细分讲解了。     



图2,老化-失效机理,摘自《锂离子电池失效分析概述》

    


 

一般来说,只要是条件越严苛,老化会越快,常常有以上两种机理共同作用。但是注意了:如果电芯做的好,可以使用的不导致明显衰减加减的窗口会变得更宽,就是在很宽的条件范围内使用,你会觉得:好像衰减没有变化啊——也就是你感觉到了“不伤电池”。


 

举一下例子,对于很多验证充分的产品,像特斯拉的MODEL 3/Y, Recurrentauto22年做一个报告,研究结果3/4说明:tesla model 3/y用快充和不太用快充的寿命差别不大——这说明了快充不伤电池了?    


    

    


其实很难这么说——上面俩图的这个“快充”也只是在20%80%电量区间的平均充电功率对应倍率大概1.5C,对应时间大概22分钟。

平均1.5C的充电功率,很大么??这种倍率带来的额外的老化效果当然不会太明显,离这电池的析锂/老化边界还早呢。


 


  平均  1.5C的充电功率  



我做过一些等效平均1c的循环实验,这时候电池的老化表现常常很优秀,和1/3c差不多,不是什么难想象的事。而上探到1.6c,同样不算太极端工况,衰减小到和一般使用差不多,有什么奇怪的?


 

不仅如此,刚才两个图说的这个其实只是特斯拉车型官方允许最大曲线,而实际上使用者去真的直流桩上充,能保证每次都一直用最大值充吗?如果只是一个几十kW的直流桩呢(肯定更常见不是?),以及真充起来被周围分走功率的情景更是大多数,每次能跑最大充电功率的可能性太低了。这样进一步算下来,这些快充/直流工况的集 合几乎板上钉钉的比平均1.5C低,很可能实际也就是1C出头的样子,进一步靠近了我刚才的观点:平均1C左右,造成的衰减加速就更可以忽略了。


 

而且这也进一步说明了:不管是LG供的三元版,还是宁德供的铁锂版,产品的循环寿命都不错,也就是刚才说的:不会明显衰减加速的工作窗口相对较宽。  







那什么情景更“伤”电池呢?


 

你要想问伤电池循环的工况,那肯定还是得看目前的这些快充性能更极致的产品的最严苛工况,因为热,电,应力的边界比较迫近了,这才是核心要评估的点,比如10c产品,要不要拉辆车每天一个10c充充看看?我很期待呀。


 

以及如果是日历工况,就更简单了:天天20度存储当然好,30度可能也行,40度呢?50度呢?可就不一定了。以及尽量不要充满了电存储——半电储存更好。而你如果要问我多少度存才一定好或者不好?这个如前所说,取决于化学体系的特性以及厂家研发的能力做出的这个“窗口”,没法简单给出一个答案。但是总体来说,室温+中电量存储,对于日历/存储寿命是比较好的。

以及其实大家如果不是天天快充,做的是混合工况充电,那一般应该没什么大问题,尤其是用料实验证多经验足的厂家的产品更可以信赖。更何况你真实使用中,因为桩的功率取决于当时供电条件,旁边人跟你抢功率发挥不了最大边界充电值的现象那是太常见了,所以真实条件下你能充到最大功率的可能性更低。


 

所以,偶尔快充一次,没有大问题,放心充。  

当然,如果你真能老是顶着边界快充,那就不太好了,建议保守一些。  

存储电池,中电量室温存储,更好。  


来源:弗雷刘
化学裂纹材料科普
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-11-09
最近编辑:3小时前
弗雷刘
博士 动力电池 新能源行业科普
获赞 0粉丝 6文章 132课程 0
点赞
收藏
作者推荐

是什么样的电池技术支持了AMG24小时跑出5479公里?

24小时耐力挑战已经成为了越来越多企业挑战电动汽车三电性能极限,测试技术水平的共同选择,之前完成挑战的已经有保时捷TAYCAN,小米Yu7,刚刚还有小鹏新P7。 以及在CLA之后,奔驰真正派出了自己的赛道实力组选手AMG GT XX概念车——AMG在电动化时代的第一份答卷。 具体的数据,大家可以看一下奔驰官方的介绍: 我挑些重点说说: 1)这不只是24小时耐力挑战,人家干脆搞了个7天挑战(开了40,075km),这基本意味着与之前的一般24小时挑战赛相比,在这里对三电系统能耗、能效、热管理的性能+可靠性的要求又上了一个台阶。 2)360km/h的极速,300km/h的行驶平均速度(充电VS速度的最优平衡点)无疑是非常炸裂的,尤其是这个300km/h的平均速度,比起一些只能极速快一下子的品牌,这300km/h的长时间行驶含金量太高了——这无疑主要来自于:车身风阻优化设计,优秀的奔驰自研的轴向电机,以及这块定制开发的电池。 3)测试平均充电功率850kW,充电约5分钟续航增加400km(WLTP)——我大胆猜一下,这次奔驰AMG使用的策略就是充5分钟(就用中低电量的最快充电区间)补够400km,立即再跑,毕竟充电只要时间长一些,平均功率就必然要往下降,850kW这么高的值只能是尽量在高功率区间保持才能完成的数据(但是这值已经高的惊人了)。 4)三电系统+电机:奔驰AMG官方也介绍了:这是AMG EA的专门的电动化平台的(第一款 ?)量产产品。奔驰自己的创新轴向磁通电机相比当前的径向磁通电机仅需其1/3的重量和体积,便可输出同等功率;3部电机强劲动力超1,360hp;动力系统则是响应速度和精准度堪比F1赛车驱动系统,持久性如同燃油发动机。所以可以保证:8天不停歇运转+超35℃气温+电机高负载输出+电池快充快放,对电驱系统提出严苛考验。高温高速持续输出下,GT XX动力系统始终稳定如初——不难看出,长时间应对产热,是个考验。 5)当然就是这块电池了:官方的总体介绍中是这样说的:源自F1赛车高性能电池:3大核心技术,包括输出能力强劲且持久的全新四元电池、电芯直接冷却系统和800伏高压架构。 那我们结合官方公布的公开资料,再看看还有什么细节可挖。 关键词1)四元电池:考虑到该车的定位,高性能的表现,电池化学体系的基础是三元基本无疑。而奔驰AMG也说的是四元,在业内其实大家都知道,四元电池基本就是镍钴锰铝材料NCMA——你基本可以理解为NCM和日韩用的很多的NCA的“杂交”,结合了两者的优点。要的就是镍系材料的高能量高性能。关键词2)有模组:上面这个图不难看出应该是20个模组(左右)的样子,一个模组你要是费点劲数数,大概是7*22的样子,这样算出来这个电池包有大概20*7*22=3080只电芯——真是不少。其实大家如果有这块电池的总能量,也可以算一下单体的电量,能量密度什么的,还是很有意思的。看来德国人就是喜欢用模组,以及你们为啥瞧不上呢?这不做的性能也挺好的?而且还可以维修。 关键词3)圆柱电芯:从图中不难看出这肯定是圆柱,然后有意思的点就是,这个电芯明显是比较细长的,完全不是46圆柱的胖饼干筒风格——那笔者基于以上的整车性能大胆估计一下:直径最多到30,但是多细就不一定了。这样做的好处是什么呢?我觉得a)本来圆柱做太大就不太好做,掉入杂质做极耳的难度都会增加,我在之前的文章中就曾经表达过我完全不认为46是圆柱的最优选;b)更细的圆柱,更大的比表面积才有利于更好的换热,而这应该也是这辆车能够在极端工况下搞定热方面考验的主要贡献者。以及说句题外话:方形的麒麟大面水冷,以及这种浸没式冷却,应该才是性能车的最终发展方向,其它的各种技术,在换热面积上都是差点意思。 关键词4)智能直接冷却系统,用非导电油为每一个电芯提供独立冷却——所以这里的直接冷却肯定不是比亚迪的那种冷媒在冷板里,而大概率是直接用油把每一个电芯泡在里面。这就是一个比较有意思的设计了,比起一般的方形电池的雷同,让人是眼前一亮。每一个电芯单独换热,比表面积大,换热热容非常有保证——所以你可以理解为什么这辆车可以极速长时间运行了吧——人家的三电系统就是为了热管理和性能的极致优化而生的。至于笔者为什么能这和推测——AMG搞油冷系统网上之前就有些公开资料,有兴趣的网友不妨耐心找一下。 成本?可能要贵一些,但是我们是AMG!就是要做出不同的,骄傲的技术!We make something different. 小结 基于公开的信息,刘博先写这些。目前网上应该会逐渐有更多公开 信息,我也会重点去德国外网上看看,搬运回来与大家解读,分享。 以及我听说,其实很多中国企业和优秀的工程师都参与过这个项目。做一些以前没有的,不同的技术是很难的,应该是他们许多人前后努力,共同拼搏,才把一个小众的技术路线带到这一天的。 虽然可能你们每一个人的名字不能直接被刻在这辆车里,但是我还是想说,你们为这个项目付出过那么多,挥撒了无数的汗水和泪水,你们就是最优秀的,最伟大的工程师。 这5479km公里的记录,标致着中国电动汽车、世界电动汽车产业的共同进步,它应当铭记你们每一个人的贡献。 致敬。 来源:弗雷刘

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈