2019年开始
关于电动车起火的事件频发
其中在5月16日
蔚来ES8车型在插枪状态下自动复充
在连续4天不断复充的情况下
ES8发生了冒烟情况
随后蔚来能源副总裁宣布
临时将充电限额临时设为90%
从目前的处理办法可以看出
蔚来将此次事故的原因归结为
电动车的连续过度充电
企业多会使用“藏电”的方法
来保证电池安全性
今天我们就好好聊一聊
关于“藏电”、“过充”、“过放”的那些事儿
首先我们要理解
当我们把车充满电时
此时锂电池内部真实容量并未达到100%
当我们把车辆开到趴窝时
实际上电池内部还会有少许剩余电量
那什么是藏电呢
这就要说回电池的充放电过程
锂电池的充放电好比
水池的注水与放水
充满电状态就像左图水池加满水
而电量耗光就像是右图水池将水放干
但是对于锂电池而言
彻底充满电和彻底放光电的状态
都会对电池的安全性和寿命有很大影响
因此各大品牌在设定电池容量时
都会将电池留有一定余量
就好比下面的水池
分别在放水和注水时预留出一定的水量
由于不同车企的策略不同
留出的电池余量也不同
从锂电池的化学特性出发来分析
在使用相同的三元锂电芯条件下
预留的电量越多
电池的安全性就越好
但是在使用相同电芯情况下
预留的电量越多
电池的可用容量就越低
续航里程就越短
与此同时
藏电也与造车成本息息相关
藏电越多，造车成本就越高
假设一个电池包真实容量为60kW·h
以2019年初三元锂电芯平均价格
1150元/kW·h计算
该电池包的电芯成本为69000元
若A车将其藏电上5%、下5%
则该电池包可用容量为54kW·h
假设B车将其藏电上10%、下10%
则该电池包可用容量为48kW·h
如果B车想要达到54kW·h容量
则需多加入7.5kW·h的电芯
从成本上看，B车就比A车多出了8625元
综上所述
电池藏电
就是电池在真实容量的上下限
设置相应的冗余电量
避免电池在使用情况下出现
出现过充和过放
那问题来了
过充和过放真的有这么可怕吗
又会给电池带来哪些安全问题呢？
“过充”
指电池充电到额定容量后
继续对电池进行额外充电
严重的过充
会导致电池发生热失控
最终导致电池失火
甚至爆炸
那为何会造成热失控呢
这就又要说回电池的充电过程
锂电池的充电过程
从微观角度看
是正极材料中的锂离子脱离出来
进入负极材料的过程
过度充电
实际就是正极材料中
锂离子的过度脱出
当锂离子过度脱出后
锂电池的正极会变得不稳定
严重时会与电解液反应导致温度升高
当温度高于电解液的安全温度时
就会发生剧烈的热失控
过度充电同时也会导致负极材料
产生大量锋利如尖刀的锂枝晶
锂枝晶过长
很容易戳破只有几微米厚的隔膜
导致整个电池发生短路
而电池的温度越高
电池内部的反应也会越剧烈
因此充电时的散热也是保证安全的重要条件
总结过度充电危害
1、正极材料破坏导致电池彻底损坏
2、电池短路导致热失控
过放
是指电池放完内部设定电量后继续放电
严重过放会破坏电池结构导致电池损坏
放电的微观过程
是指金属锂变成锂离子
从负极进入正极的过程
放电的过程
就好比锂离子来到正极内部
找板凳坐好的过程
正常放电状态下
一个板凳对应一个锂离子
大家都很开心和睦
但是过度放电状态下
负极材料的锂离子乌泱泱都跑了过来
100个锂离子只有50个板凳
锂离子在争抢过程中
把“正极房间”里的板凳都给破坏了
过度放电还会导致
负极周围由锂离子构成的膜被破坏
本来在负极材料表面有一层
由锂离子形成的保护膜
过度放电后
这层保护膜上的锂离子都被破坏
在下次充电的时候
第一批过来的锂离子要“献身”
再一次形成这层保护膜
这些“牺牲”自己形成膜的锂离子
就导致了电池容量的永久性下降
总结过度放电的危害
1、电池容量衰减
2、电池短路导致热失控
电池的正负极、电解液都会受到过度充放电影响
但是发生事故后电池多数已经烧毁
车企很难做出正确事故分析
迫于安全考虑
只能将部分电量“藏起来”
但是在日常使用过程中
除了过充、过放
电池还可能受到偶然故障或撞击
引起多种“并发症”
如此看来
即便已经到了2019年
电池安全依旧任重而道远
