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鋰電池快充技術,鋰電池快充能力的影響因素

2020-06-02 11:23:25 

購買者客戶買回二次充電鋰電池回去之后,不知道是用什么方法來進行充電,一直很困惑,像手機鋰電池充電池通常情況下比較常用的是快充。快充,新能源物流車用于改善機械設備使用效率,新能源汽車用于解決行程焦慮,連續不斷逼近“加一箱油”的時間。有很大的變成標配的趨勢。今天就一塊兒來挖一挖快充方法,還有各大出名品牌廠家使用的快充技術,好的那今天我們就來看看鋰電池快充能力的影響因素。

鋰電池快充技術


充電多快都可以叫“快充”?我們充電的基本要求便是:


1.充電要快;


2.不要影響我電芯壽命;


3.要盡可能的節省成本,充電機放出來多少電,要盡可能的都充到我的電池里。


那么多快就可以叫快充了呢?并沒有什么標準文獻給出具體數值,我們暫且參考知名度最高的補貼政策中提及的數值門檻。快充的基礎級是3C。事實上,在新能源汽車的補貼政策標準中,沒有提及快充的要求。從通常情況下新能源汽車的宣傳策劃數據資料中,都可以看到,大家通常情況下覺得三十分鐘充滿八十%已經都可以作為快充的噱頭,拿出來宣傳策劃了,因此想必覺得新能源汽車的1.6C就可以是基礎級快充正常值。遵循這個思路,宣傳策劃15分鐘充滿八十%的,相當于3.2C。


鋰電池間歇充電法主要包括變電流間歇充電法和變電壓間歇充電法。


1、變電流間歇充電法


變電流間歇充電法是由廈大陳體銜專家教授明確提出來的,它的特征 是將恒流充電改為限壓變電流間歇充電。如下圖所示,變電流間歇充電法的第一個環節,先選用較大電流值對電池充電,在電池電壓達到截止電壓V0時停止充電,此時電池電壓明顯降低。維持一段停充時間后,選用減小的充電電流再次充電。當電池電壓再次上升到截止電壓V0時停止充電,如此這般往復數次(通常情況下約為3~4次)充電電流將減小設定的截止電流值。然后進入恒電壓充電階段,以恒定電壓對電池充電直到充電電流減小到下限值,充電完畢。變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下,選用了電流逐漸減小的間歇方式增加了充電電流,即加快了充電過程,縮短了充電時間。可是這種充電模式電路較為復雜、工程造價高,通常情況下只有在大功率快充時才考慮選用。


2.變電壓間歇充電


在變電流間歇充電法的基礎上,有些人又研究分析了變電壓間歇充電法。兩者之間的差別就在于第一個環節的充電過程,將間歇恒流換成間歇恒壓。恒壓間歇充電更符合最佳充電的充電曲線。在每一個恒壓充電階段,由于電壓恒定,充電電流自然而然遵循指數值規律下跌,符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下跌的特征 。


3.Reflex快速充電法


Reflex快速充電方法,又被稱為反射充電方法或“打嗝”充電方法。該方法的每一個工作周期主要包括正向充電、反方向瞬間放電和停充3個階段。它在很大的程度上解決了電池極化現象,加快了充電速度。可是反方向放電會縮短鋰電池壽命。


主流廠家快充技術路線


寧德時代新能源科技股份有限公司(廠家簡稱:CATL)


相對于正極,寧德時代開發了“超電子網”技術,導致磷酸鐵鋰具有優異的電子導電性能;在負極石墨表面上,選用了“快離子環”技術修飾,修飾后的石墨兼顧超級快充和高能量密度的特性,快充時負極不再出現過量副產物,使其具備4-5C快充能力,實現10-15分鐘快充充電,并能保證系統級別70wh/kg以上的能量密度,實現一萬次的循環壽命(話說這個壽命蠻高的)。熱管理方面,其熱管理系統,充分識別固定化學體系在不同溫度和SOC下的“健康充電區間”,極大拓寬鋰電池的運營溫度。


深圳市沃特瑪電池有限公司(廠家簡稱:沃特瑪)


沃特瑪近期感覺不好,我們只論技術。沃特瑪使用的粒徑更小的磷酸鐵鋰,目前市場上普遍的磷酸鐵鋰粒徑在300~600nm之間,而沃特瑪只用100~300nm的磷酸鐵鋰,如此一來鋰離子將具有更快的移遷速度,可以更大倍率的電流進行充放電。在電池以外的系統上,加強以熱管理系統和系統安全設計。


微宏動力系統(湖州)有限公司(廠家簡稱:微宏動力)


最早的時候,微宏動力選擇了能承受快充大電流、具有尖晶石結構的鈦酸鋰+多孔復合碳做負極材料;為了避免出現快充時高功率電流對電池安全性造成的威脅,微宏動力結合不燃燒電解液、高孔隙率高透氣性隔膜技術以及STL智能熱控流體技術,在實現電池快充時保障電池的安全性。2017年,其發布了新一代高能量密度電池,選用高容量高功率錳酸鋰正極材料,單體能量密度達到170wh/kg,實現15分鐘快充,目標定位于兼顧壽命和安全問題。


銀隆新能源股份有限公司(廠家簡稱:珠海銀隆)


鈦酸鋰負極,寬工作溫度范圍和大充放電倍率著稱,具體技術方案,沒有明確數據資料顯示。展會上與相關工作人員溝通交流,據稱其快充已經都可以實現10C,壽命兩萬次。


鋰電池快充技術的發展前景


電動汽車快充技術,是歷史文化的方位或是稍縱即逝過眼云煙,實際上如今爭論不休,并沒有定論。作為解決行程焦慮的一個備選方案,它與電池能量密度和整體用車成本放在一個平臺去考量。能量密度與快充性能,在同一只電池中,都可以說是不相容的兩個方位,不可兼得。電池能量密度的追求,目前看是主流。當能量密度充足高,一輛車裝載電量充足大,充足避免出現說白了“行程焦慮”,電池倍率充電性能的需求就會降低;與此同時,電量大了,假如電池度電成本不夠低,因此是否要可丁可卯的購買充足“不焦慮”的電量,就需要購買者做出選擇,這么一想,快充就有存在的價值。另外一個角度,就是昨天提到的快充配套設施成本,這當然是整個社會推電動化的成本的一部分。



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