新能源汽车快充与慢充:三元锂与磷酸铁锂的使用差异
新能源汽车快充与慢充:三元锂与磷酸铁锂的使用差异
在新能源汽车快速普及的今天,充电方式的选择成为车主们关注的焦点。快充和慢充不仅影响着车辆的使用便利性,更关系到电池的使用寿命和安全性。本文将从电池材料的角度,深入解析两种充电方式的差异及其对车辆性能的影响。
在市场和政策的双重推动之下,新能源汽车在近几年得到了迅速的发展,并一度成为了人们在购车时的首选车型。作为一种全新车型,车辆在后期的使用保养维护方面的确与燃油车有着一定的区别,尤其是在充电方面,也有很大的学问。
目前市面上的新能源汽车常见的动力电池基本都是磷酸铁锂电池和三元锂电池,尽管都是锂离子电池,但两者在充电和使用方面却有着明显的不同。新能源汽车每次用快充和慢充有什么区别呢?3年后车主发现差距非常明显。
以上所说的两种电池其实在循环寿命、安全性、高低温性能表现、成本以及日常维护等方面存在的明显的差异。众所周知,电池的正极材料决定了电池的性能,三元锂电池正极材料采用了镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂复合材料,这种材料有着很高的能量密度,但镍钴铝容易受高温影响,在高温环境下电池稳定性较差,容易发生热失控。而磷酸铁锂电池材料中的晶体P-O键较为稳定,不容易被分解,即便是在受到高温环境或者过充电时,也不会像镍钴铝材料那样易发热和不稳定。这也是为什么搭载三元锂电池的车型建议车主每次充至80%即可,而搭载磷酸铁锂电池的车型却要求车主需要定期充满。
在动力电池的充放电过程中,电子与锂离子会在正负极之间循环流动。三元锂电池材料较为活泼,充放电过程中镍离子会容易占据锂离子之前的位置。这会导致在高压快充的过程中,正极锂离子快速流向负极,在较高的负荷下,负极无法容纳更多的锂离子。在持续高压快充的情况下,负极没有容纳的锂离子会在表面形成结晶。结晶的锂离子越多,电池的容量就会不断减少。随着结晶的增多,电池电芯极易发生短路导致急速放电,产生大量的热量烧坏电池隔膜,高温使电解液生成气体,超出压力范围导致电池组发生爆燃。
因此对于三元锂电池来说,快充至80%以后,必须进行涓流慢充或者停止充电,这样才能保证电池容量的稳定性以及电芯的安全。而在使用慢充给电池充电时,对电池的伤害就较小。电流小的情况下,电池锂离子不那么活跃,也不会产生太多的热量。因此对于三元锂电池来说,使用慢充虽然充电时间较长,但却能在很大程度上保证电池的安全性。
而磷酸铁锂电池材料更加稳定,无论是快充还是慢充都能保证其安全性。但该电池的放电电压相对偏低,在无论电池电量剩余多少,放电电压都是一个数值,这会导致电池管理系统无法通过放电电压来准确测算电池的剩余电量。很多纯电车主会遇到这种问题,在车辆还剩15%的电量时,仅仅跑了几百米,电量显示就突然成了3%,导致电量测算不准确中途出现趴窝。这也是为什么很多搭载磷酸铁锂电池的车型厂商建议每3个月或者半年对电池进行一次深度充放电来校准电池管理系统对于电池容量的测算。
对于开了3年纯电出租车的车主来说,使用快充的车型要比使用慢充充电的车型在续航能力上衰减了20km以上。由此可以看出日常快充对于电池的伤害是不可逆的。要想车辆的电池使用寿命更长一些,日常还是以慢充为主,在紧急情况下可以使用快充,但次数不能太频繁。并且在电池的稳定性以及安全性上来讲,磷酸铁锂电池更胜一筹。