鉅大LARGE | 點擊量：1064次 | 2019年05月17日
電池充電究竟是咋回事！
5月14日
某知名電動車品牌又自燃了
還是熟悉車型
還是熟悉的方式
現在消費者提起電動車
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
首先想到的就是起火
此時又有人說
這個地球上燃油車自燃的概率和數量
遠超電動車
油車自燃的新聞也是數不勝數
為何我們總是盯著電動車不放呢？
舉個例子
2003年非典死亡人數只有不到200人
當年全國上下的恐慌至今依舊歷歷在目
2003年因感冒死亡人數數以萬計
但是從來沒有聽過誰因為感冒而害怕
為何會這樣
因為非典無藥可治
這就像是油車著火
目前根據消防總局給出的相關數據
90%以上的燃油車自燃
我們都能清楚地查到原因
并且消防員也懂得如何合理滅火
但是電動車的電池熱失控起火的規律
至今我們還不能完全掌控
而目前已經公布的電動車起火案例中
超過70%與充電有關聯
今天我們就給大家盤一盤
鋰電池充電的那些事兒
在介紹充電之前
首先給大家簡單介紹一下鋰電池的結構
鋰電池主要有
正極、負極、隔膜、電解液組成
鋰離子嵌在正極材料的層狀結構中
開始充電后，正極材料失去電子
鋰離子從正極材料中脫離
鋰離子通過電解液和隔膜，到達負極的石墨
鋰離子嵌入石墨層中
形成相對穩定的嵌鋰石墨
這就好比是我們下班坐地鐵
坐地鐵的人就是鋰離子
我們想回家休息的動力就好比外接電流
地鐵站臺是正極，地鐵里面是負極
我們排隊上地鐵的過程
就像是一次充電的過程
目前主流的電動車
一般都有兩個充電口
交流慢充和直流快充
而電動車充電起火的事件
絕大多數都與直流快充有關
這就又要講回鋰電池原理
鋰電池的充電
是鋰離子從正極流向負極的過程
給予鋰離子力量的是電源的電流
電流越大、給予鋰離子的推力就越強
如果說慢充是有個人慢慢帶著鋰離子去負極
那么直流快充就是強行把鋰離子推到負極
就像坐地鐵
交流慢充好比大家不趕時間
有序上車，一次也就上三四個人
但是直流快充則是北上廣的高峰
一趟車能塞多少塞多少
鋰離子到了負極充電過程還沒結束
負極的石墨是一個疏松的孔狀結構
鋰離子來到負極以后
就進入到了石墨一個個的小孔之中
形成穩定的嵌鋰石墨
1、電流太大會讓電池短路
鋰離子進入石墨內部也是需要時間的
大電流快充將石墨推到了負極
很多鋰離子還在外面排隊
后面就又有鋰離子過來了
從正極跑過來的速度遠比進石墨內部速度快
鋰離子就在負極表面形成了一條長隊
學名“鋰枝晶”，如果鋰枝晶太長
就會把正負極的中間的隔膜刺穿
整個電池內部就亂套了（短路）
此時電池內部就開始劇烈放熱
隨著電池殼體的融化或破裂
暴露在空氣下就會直接讓電解質溶液燃燒
特斯拉電池自燃的原因
很有可能與鋰枝晶有關
但是至今特斯拉也沒有做出回應
這就好比地鐵門口排隊的隊伍太長
人太多導致進地鐵刷卡的閘機都被擠壞了
整個地鐵站就無法運營了
2、電流過大對電池容量也有損害
電流過大，不僅會使得負極生長鋰枝晶
還會對進入石墨負極的鋰離子造成損傷
如果電流過大
還會讓沒完全嵌入石墨的鋰離子
直接被后面的鋰離子“擠死”
此時鋰離子就失去了活性
下一次放電的過程這個鋰離子也就沒了動靜
這個更好理解----
就像是上地鐵時發生了踩踏事件
把地鐵里面的人擠傷
再讓地鐵里面的人活蹦亂跳地下車
也是不可能了
我們講了那么多直流快充的問題
那有人問我們不提升電流
改成提高電壓可行嗎
將電壓升高
就像是上下車的“地鐵門”大小擴大一倍
鋰離子“上車”的速度就比以前更快了
因此高壓快充可以保證電流不變
充電速度進一步提升
目前保時捷就在研究800V的高壓快充
首款純電車型Taycan就會適配
但是由于電壓過高會有觸電危險
國內對800V以上的操作要求有專業的操作證
因此高壓快充也面臨電安全和法規的諸多要求
從目前鋰電池的特性來看
不管廠家如何包裝自己
大家記住兩點重要因素就好
第一點
充電電流越大、充電速度越快
但是電流越大
對電池的容量損害越大
對電池的充電安全性挑戰越大
第二點
不管是電池廠還是汽車廠
都是不如燃油車起火經驗豐富的
在電池充電安全性上
我們還有很長的路要走
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