快充,曾经确实会导致电池寿命的快速缩短。主要的诱因有三个:高温、电应力、充电均衡。三者有相互加成,较差的情况下,死亡螺旋也就形成了。
这也是,在早古不敢上超快充的原因。但是,有大一部分都有解决方案啊。所以,甚至都有4C、5C的超充了。
三个诱因,简单说说。
高温充电功率越高,想当然的,在同等条件下,单位时间的发热量肯定会更高。高温会破坏电池内部的化学反应平衡,导致电极材料老化和电解液分解。情况再恶化的话,还可能引发电池内部化学反应失控,导致电池性能下降甚至失效。
但,其实这不是对寿命损害最主要的。高温,更偏向于一个间接的诱因,但是会对电应力和充电均衡这两个直接诱因。
怎么控制温度?
要么换材料,提升系统本身对热量的耐受能力。要么做加法,产生的热量可以快速的循环换热出去。要么优化策略,尽量的精准控制现在,可以大规模量产的:加法:可以是加液冷、加直冷。
优化策略的话:可以PID控制算法、模糊控制算法和遗传算法,甚至一定程度的融合。还可以加上闭环快充策略,对最高温度进行控制,能也能防止锂的堆积。
电应力&电均衡快充过程中,电池内部的化学反应速度加快,电应力增大。锂离子从正极脱嵌的速度过快,负极接收锂离子的能力跟不上,导致部分锂离子无法嵌入负极,形成“死锂”。
然后:内阻增加,降低电池的充放电效率,最终导致电池容量下降。
电芯单体的一致性虽然在被不断提高,但是还是会有细微的差异。这个差异,在超充的情况下,会被放大。然后:充放电不均衡就来了。
能力强的电芯容易被过冲和过放。能力差的电芯容易一致吃不饱。两者都对电芯的体质是负向作用。
然后差距进一步被拉大,直到成为压到骆驼的最后一根稻草。
怎么解?其实也一样,同样三把斧。
新材料可以有:超级电容器复合材料、碳纤维复合材料、富锂锰基正极材料、双梯度石墨负极材料、单晶合成技术、有机材料电池。
策略也有:恒定分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电
也许,等固态来那一天。再加上现在的这些材料、工程、算法优化。超充会迎来一个新的台阶。
不是动力电池和充电领域的,求专业大佬教育。