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无论智能手机还是新能源汽车,大家都应该听说过“快充伤电池”的说法,理由似乎也很直观:高电压高电流的长时间输入导致电池老化。而事实上真是如此吗?当然不是!但电池续航能力的下降又是实实在在发生了,真正的原因是什么呢?答案有两个,其一是过充过放,其二是高温。
快充其实很“聪明”
所谓快充,其实就是提高充电电流或电压来提高功率,电池充电就像蓄水,想要减少蓄水时间,要么加大水管流量,要么增粗水管直径,所以具体的设计各家都并不完全相同,比如高通QC 快充是高电压快充,而OPPO 的VOOC 闪充则是高电流快充。但无论哪家的快充都遵循动态功率原则,标称的充电功率往往指的是峰值功率,出现在电池能量较低时,这时候高功率的充电会让锂离子从电池正极脱嵌,通过电解质快速移动到负极并嵌入,随着能量的提升,这个速度就需要放缓,体现在充电端的表现就是充电功率下降,所以快充是很聪明地在涓流充电和高功率充电之间自动切换。
而锂电池充放电的本质,就是锂离子在电池的正负极之间的转移,也就是电能和化学能相互转换的过程,而在这个过程中锂离子的活性会产生不可逆的消耗,也就是我们理解的电池健康损耗,这个损耗是不以充电方式为转移的,无论你怎么充电,时间久了它都会损耗,所以快充并不应该“背锅”。
过充过放,锂电池活性下降的关键
不知道你有没有这样的习惯:手机快没电了才充,充电也一定要充到100%,殊不知锂离子在电池正负极之间循环其实是有设计寿命的,一般的锂电池寿命都在数百次,好一点的可以上千次,而这种从低电量到100% 的过程就是一次完整的循环,如果你每天都这样充放一次,那么2~3 年内无论用不用快充,电池都会出现健康损耗。
理想状态下,尽量做到让手机的锂离子电池的电量比例保持在30% 到80% 之间就能最大幅度地延缓电池老化问题,但从实际应用角度出发,这个需求在很多时候都不太现实,毕竟出门在外,有“续航焦虑”也是常态,这也是为什么手机电池更容易损耗的关键原因,但至少做到不要用到快关机才充电,也不要每次充电都完全充满,就可以有效提升电池寿命。
高温也是锂电池的“大敌”
大家应该都知道低温严寒会导致锂离子丧失活性,从而大幅降低续航,殊不知高温也是锂离子的“天敌”,大多数锂电池的理想工作温度在0~40℃,温度升高时锂离子活性增加,化学反应也会随之加快,但放电过程是有严格设计的,这种意外的活性增强会降低电池的质量并缩短电池的整体寿命。另外高温还可能会让电解质膨胀,导致电池鼓包甚至破裂,而且高温还会导致电极(一般是由锌、铜等活性金属制作)更易腐蚀,降低导电性,电池性能随之受到影响。
当然,这个问题在新能源汽车领域一直是在寻找解题思路的,不仅有电池控制器会根据具体的温度随时介入,还会在不断提高充电速度的同时改进材料和技术,比如使用氮化镓、碳化硅等第三代半导体做控制芯片,凭借其耐高温耐高压的特性,在800V 超充平台也能“收放自如”。而专为高电压充电平台设计的高充电倍率电池允许锂离子拥有更强的活性,也就是更耐高温。目前新能源汽车的电池快充基本上是1~2C 倍率,大约半小时到一小时充满,业内人士预计在2025 年就会普及4C 放电电池,也就是15 分钟内即可充满,是800V 超充的首选搭档。
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