如今汽车电池的单程续航基本已经解决了,但电池寿命呢?
5年前,电池续航还是纯电汽车最大的痛点,当时别说是基建还没到位,就连满电续航都不一定能说服消费者埋单。如今汽车的单程续航基本都在400km以上,更有甚者已经突破了1000km,加上补能环境的改善,转型纯电汽车已经成为所有车企最重要的课题。
但随着电池能量密度不断提升,以及充、放电速度的加快,除了电池安全性被提到新的关注高度,关于电池寿命的问题也越来越突出。不久前,特斯拉前CTO表示:电动汽车的电池应该能用15年。
15年是非常理想的状态,毕竟现在燃油车为了保证行驶安全,也是过了15年后才会一年两检,但这个“能用”则有点含糊不清了。
燃油车的发动机是纯机械结构,虽然会有磨损和增加油耗,但理论上发动机只有能正常工作和不能工作两种情况。但电池则不一样,它除了会寿命终止,随着时间推移还会出现容量衰减,这也是过去电动车残值率极低的主要原因。
所以“能用”的定义,是电池寿命还没终结,还是在这个期限前衰减程度较低呢?
电池寿命有多长?
一般来说,电池寿命分为日历寿命和循环寿命。
日历寿命比较容易理解,是指电池从生产之日到寿命终止的这段时间,一般以年为计量单位。其中,寿命结束并非指电池不能再放电,而是容量衰减至原来的70%。
但电池会因为化学性质的原因,即便没有充放电循环也会有所衰减,影响的因素包括搁置环境导致老化、高低温等。以汽车锂电池举例,一般日历寿命是5-10年(受工艺、技术等方面影响),即便平时不怎么使用,到了既定时间后容量依旧会衰减至70%左右。
电池的日历寿命就像食品的保质期,你选择吃还是不吃,多吃还是少吃,到了时间还是会过期的。
通常来说,车企是不会公布电池的日历寿命。对比燃油车发动机的使用时长,这个寿命没有任何优势。但车企对于电池质保期也是有限制的,例如3年或15万公里。
至于循环寿命,我们首先得知道怎样才算一次循环。
通俗来说,电池一次充放电就是一次循环,但这样解释不完全准确。以锂电池为例,这类电池的放电原理是锂离子从负极跑到正极,充电则是从正极跑到负极,而这就是严格意义上的一次循环。如果按充放电来定义,就是电池“满充满放”一次,才能算作一个循环。
依照目前的技术而言,三元锂电池的理论循环寿命为800-1200次循环,而磷酸铁锂电池则是2000-2500次循环,而后,电池容量会衰减至70%左右。
此前比亚迪称自家车型的电芯能跑120万公里,而这款车型满电状态下单程续航约为600公里,则可以计算出电池的理论循环次数约为2000次。事实上,这是不计算中途电池衰减而得出来的理论结果,当然如果衰减后依然继续使用,也许是可以达到120万公里。
影响电池寿命的因素
电池寿命的长短,取决于内部化学反应的可逆程度。因为随着时间的流逝,电池电解液会分解、活性材料会失活、正负极结构会坍塌,这些破坏性的因素都会导致电池内部的锂离子不能再做循环。
但任何一块电池,不管是否处于使用的状态,都会由于氧化引起内部电阻增加,从而导致电池容量逐步下降。同样,如果电解槽的电阻达到了某个点,也会导致电池真正意义上的“死亡”。
影响电池的容量的因素有很多,其中两种最常见:
其一,过充过放。
过度充电和过度放电都会对电池正负极造成永久性破坏。其中过充可能会因为电压不稳定而导致电池性能受损,甚至是爆炸。另一边,无论是低电压过放还是自放电,都会导致电池里的锂离子活性物质分解破坏。
其二,超高、低温。
除了充电状态,环境温度是影响电池老化的最大原因,过热容易造成电池容量缩减,高温环境配合充电电压不稳定的话,容易出现爆炸。
换电,能解决电池寿命的忧虑?
去年关于快充和换电的争论到了空前的高度,但大都在基建成本和便利性两方面讨论,如今电池寿命或许可以加入其中。
此前蔚来推出相关服务,可以只购车不搭配电池,日常用车可以选择租用电池。去年蔚来累计建设777座换电站,今年将要布局到1300座,这对于那些即将或已经租用电池的用户来说,绝对是利好消息。
假如,所有车型都可以实施换电,那电动车的保值率将不再收到电池的影响,这也算是一件好事情吧。