在正常充电的时候,锂离子通过隔膜从正极到负极,嵌入到负极的石墨中;在放电的时候,负极的锂离子从石墨中脱出经过隔膜到达正极,此时负极电位上升,正极电位下降;
这是一个正常的放电过程,如果及时充电补能就没有过放的问题,但是如果汽车继续耗电,就会发生过放的现象:
负极有些锂离子长期驻扎负极碳性材料中以保持结构的稳定,但是当汽车继续耗电,负极的电位继续升高时,嵌在负极里不能析出的锂离子也开始脱出,当负极的锂离子析出完毕之后,负极的电位继续升高,达到了负极铜集的氧化还原电位,铜开始氧化成铜离子,在电场的作用下,铜离子穿过隔膜来到正极,得到电子而形成铜,这就是析铜的过程。
显微镜下正极表面的铜含量增多
过度放电危害很多:由于过度放电导致负极碳材料出现坍塌,再次充电时锂离子无法插入,相当于锂离子的家没了,就没法充进电了,而负极材料的损害是不可逆转的,过度放电的电池或多或少都会发现充不满甚至充不进的情况。
还有更严重的后果是,当析铜加剧时,会生成金属结晶,进而刺穿隔膜发生短路,短路下电解液分解气化,最终热失控。
也正是因为这些非常严重的后果,所以车企会一再告知用户,当长时间不使用电车时,应该保持车辆电量充足,或者直接插上充电枪,保证电量不会过低。
03 电车用户该注意点什么看到车企都再三提醒不要长时间不用电车,以及要给电车及时充电,因为上文所说一旦发生过度放电,电池包会有不可逆损害,严重甚至会发生充不进电,热失控现象。
那电车用户是不是觉得自己买到了电动爹?但其实没这么夸张,大多数用户不需要担心自己的电车会过充过放,因为有电池管理系统(BMS)在防止你过充过放。
首先要明白,你的电车即使你不开也会有电量的消耗,比如一些控制器时刻在供电,联网,也需要电量供应;而且电芯也有一些自放电的现象,质量越差的电芯,自放电也就越快。这些都是电车不开也会耗电的原因,正如特斯拉手册里所说,电车一天不开也要掉电1%。
值得注意的是,1%并不是一个绝对数值。有的车企电池的能量管理做得好,一天可能只掉1%甚至更少。但是有的车企能量管理做得不好,这个数值就会超过1%。
同时电车一般都会锁电,一辆电车仪表盘显示电量为0,续航为0的时候,并不是电池就没电了,厂家还锁存了一定的电量(10%以下)以保证电池健康。
电池能量管理系统BMS能防止你过度放电,他在你的电池能量低到一定程度的时候(比如仪表盘显示电量为0),会开启低功耗模式,如关闭负载,防止连锁存的电量也被消耗干净。
电量过低时一般车企都会通过APP信息提示你及时充电,但是如果超过一定时间不能充电,则过度放电不可避免,电池也要发生损坏,这是消费者需要认识到的。电车的电池跟我们的手机电池是一样的,都需要遵循浅充浅放的原则,不过度充电和过度放电,可以更好地维持正常的电池寿命。
最后,我们再说回开头所述的极氪001事件。诚然,一辆电动车在长时间低电量的状态下导致电池“废掉”的情况是存在的,但这种情况并不多见。让电池“罢工“的原因可以有很多,如果一次过充过放就能将其”搞废“,或许电池本身还存在其他问题。
本文来自微信公众号“车市物语”(ID:autostinger),作者:张工