鉅大LARGE | 點擊量：416次 | 2023年02月07日
告別衰減，動力鋰離子電池壽命已不是問題 是真的嗎？
雖然摩爾定律已破，但動力鋰電池的發(fā)展似乎還有很大潛力可挖。近日特斯拉公布其最新電池研究成果，在ModelS車型的仿真試驗上，電池經(jīng)過48萬公里僅衰減5%。按照每年2萬公里的行駛里程，特斯拉新電池的使用壽命在24年以上。若依次開一下腦洞，特斯拉新電池能夠服務(wù)不止兩輛車，從而大幅度提升車輛殘值，并有可能降低成本。
那么48萬公里僅衰減5%是否可信？
一位電池領(lǐng)域?qū)＜蚁蛑猩唐嚤硎荆壳爸髁鲝S商的動力鋰電池壽命已可以滿足用戶需求。目前特斯拉的數(shù)據(jù)仍為實驗數(shù)據(jù)，實驗室狀態(tài)新技術(shù)的產(chǎn)品化和市場化往往還有很長的路要走，其可行性還要等待時間的檢驗。
根據(jù)科技類自媒體《摩西的可靠不可靠》，特斯拉車主（現(xiàn)有電池，非新電池）提交的900組數(shù)據(jù)分析現(xiàn)實，即使經(jīng)歷了700個以上的完全充放電，其剩余容量依然有90%，假如按照一個完全充放電行駛500公里，那么700個完全充放電可以行駛35萬公里。
國內(nèi)電池公司也同樣在迅速提升電池壽命。
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%
目前國際出貨量前三的寧德時代新能源科技股份有限公司(CATL，以下簡稱寧德時代)向中商汽車表示，其已開發(fā)出電池長壽命技術(shù)。其磷酸鐵鋰（應(yīng)用于商用車）長壽命技術(shù)可以滿足用戶20年應(yīng)用的需求。通過技術(shù)改進，此前被認為不適合快充的磷酸鐵鋰離子電池，在寧德時代EnerSpeedy超級鐵鋰快充技術(shù)下，也可以實現(xiàn)達10000次的壽命。假如使用在大巴上每個完全充放電可以跑200公里，足以支撐200萬公里的使用壽命。
同時寧德時代也正在開發(fā)應(yīng)用于乘用車的三元高能量密度長壽命技術(shù)。
寧德時代認為，鋰離子電池要滿足客戶安全可靠、續(xù)航里程和充電便利性的需求。經(jīng)過多年發(fā)展，目前要強化提升的是充電便利性。
今年上海車展上，上汽乘用車宣布未來產(chǎn)品將通過快充，實現(xiàn)充電五分鐘，行車兩小時的產(chǎn)品。這一產(chǎn)品正是基于寧德時代的超級快充電池技術(shù)。
近日，在商務(wù)部反壟斷局網(wǎng)站公布了上汽集團與寧德時代新設(shè)合營公司的公示，雙方將新設(shè)兩家合營公司，布局動力鋰電池電芯、模塊和系統(tǒng)。目前商業(yè)化的鋰離子電池，無論三元，磷酸鐵鋰，錳酸鋰等各種正極材料，配備的負極基本都是石墨材質(zhì)。石墨負極與電解質(zhì)不能穩(wěn)定相容，在接觸之初，會形成一層固態(tài)鈍化膜solidelectrolyteinterface，即SEI膜，這層薄膜將電解液與石墨隔離開來，同時，薄膜上的空隙又允許鋰離子的進出。同時，相關(guān)于電子導(dǎo)電，它又是絕緣體，不允許電子通過?？梢哉f這樣的性質(zhì)非常理想了。因而SEI膜是鋰離子電池電化學(xué)性能穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)。
SEI膜重要的形成于電池的首次充放電過程中，并在其后的幾個循環(huán)中仍然具有比壽命中其他周期里更快的生長速度。SEI重要的由鋰離子與溶劑(EC/DMC)、痕量水、HF等在石墨表面形成，一層包含高分子與無機鹽的多孔層。SEI膜的生長在首次充放電之后的幾個循環(huán)內(nèi)依然在生長。SEI的生長受到電解液的量/成分、充電電壓/電流、溫度等幾個因素的影響。因此，每個電池廠家都會精心設(shè)計化成的充放電參數(shù)，以期待形成均勻致密的SEI層。SEI膜位置如下圖所示。
在電池的日歷壽命和循環(huán)壽命過程中，SEI并非靜止不變的。在沒有任何不當使用的情況下，SEI會逐漸生長，慢慢新增厚度，并存在一定比例的破損。破損的位置，電解液與石墨再次直接接觸，重新構(gòu)建新的SEI層。
SEI膜在電池老化過程中扮演著重要的角色。一方面，高質(zhì)量的SEI膜是電池擁有長循環(huán)壽命的必備條件；另一方面，SEI的形成和修復(fù)的過程中，都要鋰離子作為原料，不可防止的消耗了系統(tǒng)中鋰離子的數(shù)量；SEI的孔洞在使用過程中，由于應(yīng)力用途，部分的坍塌變形，使得離子通路變得不再順暢。這些微觀上的變化，使得電池對外表現(xiàn)出內(nèi)阻新增，容量下降，充電能力變差等壽命衰退的現(xiàn)象。
