2025 年电车电瓶衰减的原因主要有以下方面:
内部因素
- 正极材料老化:不同的正极材料有不同的老化问题。例如,钴酸锂正极在长时间工作或过充时,会出现锂离子过脱出和钴离子混排的情况;磷酸铁锂正极在不同位置的腐蚀速率和性能衰退速度不同;三元材料长期循环后可能发生结构坍塌、钴离子溶出、锂镍混排等问题,这些都会导致电池性能下降。
- 负极材料老化:锂离子在负极的嵌入和脱出会造成体积变化,常见的石墨负极易发生结构变化和性能衰减。而转换反应和合金化反应类型的负极,因体积变化大等问题,应用受到限制。
- 电解液分解:常用的六氟磷酸锂稳定性较差,在高温和水分下会分解。碳酸酯类溶剂的抗氧化性弱,易氧化分解,产生副反应,从而影响电池性能。
- 隔膜和铜铝箔老化:隔膜孔隙堵塞、尺寸和孔隙率变化会影响内阻和容量。集流体与电极接触变差、被腐蚀会导致内阻升高、不可逆容量增加,过放电还可能出现析铜等问题,进而使电池性能衰减。
外部因素
- 充放电区间:在完全满电和空电的不稳定状态下,电池内部化学体系副反应速率增加,易造成结构破坏和性能衰减。虽然电池管理系统会留有一定的安全冗余,但在极高的 SOC(荷电状态)下,电池寿命也会受到影响。
- 环境温度:高温时电池内部化学体系活性和副反应速率增加,加速电池老化;低温时活性下降,容易出现低温析锂问题,这都会对电池的循环寿命和性能产生明显影响。
- 充放电倍率和循环次数:大倍率充放电可能在负极表面产生析锂,造成更大的极化和更高的温度,从而导致副反应速率加快,电池循环寿命衰减加快。随着循环次数的增加,电池内部的化学物质会逐渐发生变化,锂离子的活性也会逐渐降低,导致电池容量下降。
- 电池一致性:电池系统由大量单体电池集成,存在木桶效应。在使用过程中,前期电池容量衰减规律较为平缓,但后期会加速衰减,此时电池一致性恶化可能会加速个别电池的衰减,进而影响整个电池系统的性能。
- 使用习惯:频繁地急加速和急刹车这种激烈驾驶模式,会让电池瞬间承受大电流的冲击。另外,电动车经常行驶在颠簸路况下,电池受到震动可能会使内部结构受损。这些情况都会导致电池性能变差,容量随之衰减。