2019年開始

關(guān)于電動車起火的事件頻發(fā)

其中在5月16日

蔚來ES8車型在插槍狀態(tài)下自動復(fù)充

在連續(xù)4天不斷復(fù)充的情況下

ES8發(fā)生了冒煙情況

隨后蔚來能源副總裁宣布

臨時將充電限額臨時設(shè)為90%

從目前的處理辦法可以看出

蔚來將此次事故的原因歸結(jié)為

電動車的連續(xù)過度充電

企業(yè)多會使用“藏電”的方法

來保證電池安全性

今天我們就好好聊一聊

關(guān)于“藏電”、“過充”、“過放”的那些事兒

首先我們要理解

當(dāng)我們把車充滿電時

此時鋰電池內(nèi)部真實容量并未達(dá)到100%

當(dāng)我們把車輛開到趴窩時

實際上電池內(nèi)部還會有少許剩余電量

那什么是藏電呢

這就要說回電池的充放電過程

鋰電池的充放電好比

水池的注水與放水

 充滿電狀態(tài)就像左圖水池加滿水

而電量耗光就像是右圖水池將水放干

但是對于鋰電池而言

徹底充滿電和徹底放光電的狀態(tài)

都會對電池的安全性和壽命有很大影響

因此各大品牌在設(shè)定電池容量時

都會將電池留有一定余量

就好比下面的水池

分別在放水和注水時預(yù)留出一定的水量

由于不同車企的策略不同

留出的電池余量也不同

從鋰電池的化學(xué)特性出發(fā)來分析

在使用相同的三元鋰電芯條件下

預(yù)留的電量越多

電池的安全性就越好

但是在使用相同電芯情況下

預(yù)留的電量越多

電池的可用容量就越低

續(xù)航里程就越短

與此同時

藏電也與造車成本息息相關(guān)

藏電越多，造車成本就越高

假設(shè)一個電池包真實容量為60kW·h

以2019年初三元鋰電芯平均價格

1150元/kW·h計算

該電池包的電芯成本為69000元

若A車將其藏電上5%、下5%

則該電池包可用容量為54kW·h

假設(shè)B車將其藏電上10%、下10%

則該電池包可用容量為48kW·h

如果B車想要達(dá)到54kW·h容量

則需多加入7.5kW·h的電芯

從成本上看，B車就比A車多出了8625元

綜上所述

電池藏電

就是電池在真實容量的上下限

設(shè)置相應(yīng)的冗余電量

避免電池在使用情況下出現(xiàn)

出現(xiàn)過充和過放

 那問題來了

過充和過放真的有這么可怕嗎

又會給電池帶來哪些安全問題呢？

 “過充”

指電池充電到額定容量后

繼續(xù)對電池進(jìn)行額外充電

嚴(yán)重的過充

會導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控

最終導(dǎo)致電池失火

甚至爆炸

 那為何會造成熱失控呢

這就又要說回電池的充電過程

 鋰電池的充電過程

從微觀角度看

是正極材料中的鋰離子脫離出來

進(jìn)入負(fù)極材料的過程

 過度充電

實際就是正極材料中

鋰離子的過度脫出

當(dāng)鋰離子過度脫出后

鋰電池的正極會變得不穩(wěn)定

嚴(yán)重時會與電解液反應(yīng)導(dǎo)致溫度升高

當(dāng)溫度高于電解液的安全溫度時

就會發(fā)生劇烈的熱失控

過度充電同時也會導(dǎo)致負(fù)極材料

產(chǎn)生大量鋒利如尖刀的鋰枝晶

鋰枝晶過長

很容易戳破只有幾微米厚的隔膜

導(dǎo)致整個電池發(fā)生短路

而電池的溫度越高

電池內(nèi)部的反應(yīng)也會越劇烈

因此充電時的散熱也是保證安全的重要條件

總結(jié)過度充電危害

1、正極材料破壞導(dǎo)致電池徹底損壞

2、電池短路導(dǎo)致熱失控

過放

是指電池放完內(nèi)部設(shè)定電量后繼續(xù)放電

嚴(yán)重過放會破壞電池結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電池?fù)p壞

放電的微觀過程

是指金屬鋰變成鋰離子

從負(fù)極進(jìn)入正極的過程

放電的過程

就好比鋰離子來到正極內(nèi)部

找板凳坐好的過程

正常放電狀態(tài)下

一個板凳對應(yīng)一個鋰離子

大家都很開心和睦

但是過度放電狀態(tài)下

負(fù)極材料的鋰離子烏泱泱都跑了過來

100個鋰離子只有50個板凳

鋰離子在爭搶過程中

把“正極房間”里的板凳都給破壞了

過度放電還會導(dǎo)致

負(fù)極周圍由鋰離子構(gòu)成的膜被破壞

本來在負(fù)極材料表面有一層

由鋰離子形成的保護(hù)膜

過度放電后

這層保護(hù)膜上的鋰離子都被破壞

在下次充電的時候

第一批過來的鋰離子要“獻(xiàn)身”

再一次形成這層保護(hù)膜

這些“犧牲”自己形成膜的鋰離子

就導(dǎo)致了電池容量的永久性下降

總結(jié)過度放電的危害

1、電池容量衰減

2、電池短路導(dǎo)致熱失控

 電池的正負(fù)極、電解液都會受到過度充放電影響

但是發(fā)生事故后電池多數(shù)已經(jīng)燒毀

車企很難做出正確事故分析

迫于安全考慮

只能將部分電量“藏起來”

但是在日常使用過程中

除了過充、過放

電池還可能受到偶然故障或撞擊

引起多種“并發(fā)癥”

如此看來

即便已經(jīng)到了2019年

電池安全依舊任重而道遠(yuǎn)