锂电池充满好还是不充满好 为何三元锂电池的车不建议充满,而磷酸铁锂则需要定期充满?

小编 2024-10-18 聚合物锂电池 23 0

为何三元锂电池的车不建议充满,而磷酸铁锂则需要定期充满?

三元锂电池和磷酸铁锂电池是目前新能源车广泛采用的两种锂电池,其中使用三元锂电池的车辆用户手册里都会告知用户在日常使用中如果不是要跑长途,那么尽量不要将电池充满,而是充至80%为宜。而磷酸铁锂车型的用户手册里则会告知用户最好每周将电池彻底充满一次。

都是锂电池,为什么在使用中却有这么显著的差异呢?今天我们就来聊聊这个话题。

电池的原理

想弄明白这个问题,我们就得先弄明白电池是如何工作的。

我们初中就学过,电子的定向运动形成了电流。电流从正极流向负极,但本质上是电子从负极向正极的流动产生了电流。

而自然界中很多物质都带有电子,假如我们能人为地控制这些电子的移动,那么就可以制造出来电池了。

比如上图就是世界上第一个电池的结构,它用铜片、锌片以及盐水就可以产生电流。虽然具体原理我们不知道,但我们肯定能想到,它之所以能放电,本质上还是发生了电子的移动。下面我们就来看看锌和铜究竟是如何产生电流的。

我们都知道原子由原子核和外层电子构成,锌元素最外层有两个电子,由于它非常活泼,所以更倾向于失去电子。

而铜元素原子核最外层有一个电子,虽然也更倾向于失去电子,但由于不如锌活泼,所以和锌相比铜更倾向于得到电子。

所以当我们用导线把铜片和锌片连起来的时候,锌元素的外层电子就会向铜片移动,这样就发生了电子的定向移动,产生电流了。

但是这样的电池仍然无法使用。因为锌失去电子后变成带正电的锌离子了,正负电荷相吸引,它会吸引电子,阻止其进一步向铜移动,因此这种结构并不能持续产生电流。

那要怎样做才能稳定产生电流呢?答案就是添加电解液,每当锌原子失去电子产生锌离子,锌离子就会进入电解液中,并通过电解液流向铜,这样就不会对电子产生吸附,从而使电子能持续流动产生电流了。只是这种电池是一次性的,无法重复充电使用。

而锂电池的原理和上面的一样,都是靠电子的迁移来产生电流的。不同之处在于锂电池可以充电。

锂电池的正极是锂的化合物,比如三元锂、磷酸铁锂,负极是石墨。在充电的时候正极的电子在电源正电压的吸引下从外部电路流向负极。与此同时正极产生的锂离子则通过电解液进入负极的石墨中。放电的时候电子从负极经外部电路回到正极,而锂离子则从电解液中返回正极。这就是锂电池充放电的原理。

为什么三元锂不建议充满

这主要和正极材料的特性有关。前面提到了,锂电池本质上就是靠锂离子和电子的来回移动产生电流并储存电量的。充电时电子和锂离子从正极脱出,来到负极。放电时锂离子和电子从负极脱出,来到正极。如果充电时锂离子流向正极,放电时正极仍然保留着锂离子的位置,那么电池的容量就很难衰减。如果充电时锂离子流向正极,但其空位被其他物质占据了,那么放电的时候正极有一部分锂离子就无处可去,这就会导致电池容量衰减。

而三元锂电池正极材料不稳定,其中的二价镍离子和锂离子直径接近,在充电的时候锂离子都跑向负极,此时有一些镍离子就可能占据锂离子的位置,导致电池容量衰减。

所以在设计电池的时候三元锂电池正极材料的数量会多于负极材料,简单来说就是提供更多的锂离子以及存放锂离子的空间,这样可以保证容量的稳定。但这样又带来了一个新的问题,那就是充电时负极没那么多空间来容纳电池中所有锂离子。这就要求充电时必须谨慎,应该在负极容纳满锂离子后就及时停止充电,不然锂离子继续向负极移动,而负极已经没有位置容纳它们,此时锂离子就会结晶,轻则影响寿命,重则刺穿隔膜导致短路,引发危险。所以每次充电尽量不充满有利于降低这种风险。

磷酸铁锂电池为何要定期充满?

因为电池电压是电池管理系统判断电池包电量的重要依据,而磷酸铁锂电池工作电压范围特别窄,而且在很大的范围内其电压随容量的变化幅度非常小。比如电池电量30%和60%的状态下电压可能都是一样的,这个特性会让电池管理系统抓狂的,它根本无法通过电压去判断电池容量。所以需要定期充满电,让电池管理系统去校准电量。

而且磷酸铁锂电池的正极材料分子排布很紧密,这使得其稳定性很高,但也限制了锂离子移动速度,从而导致能量密度不高。但由于稳定性高,充电时锂离子流向负极后正极不会有其他物质占据锂离子的位置,所以其寿命更长,而且不像三元锂电池那样对过度充电十分敏感。

所以假如你买了新能源车,那么在充电的时候一定要弄清楚车辆使用的是何种电芯,最好仔细翻阅一下用户手册,按照提示去给电池充电,这样才能最大程度提高电池的寿命。

今天才知道,电动车充电是越勤越好吗?一次说懂,看完真的学到了

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电动车是必须要充电才能跑的交通工具,虽然现在电动车有续航100公里,甚至是200公里的车型,但仍然需要经常充电,那么,充电频率该如何把握呢?近期,有一位网友问小行家:电动车充电是越勤越好吗?小行家今天就来一次说明白,看完后的车主,相信可以学到正确充电方法。

如果说频繁充电,都是缺点或者都是优势,小行家负责任的告诉您,这些都不够客观,频繁充电是有明显利弊的,今天一次性说清楚存在的利弊,看完后就能很清楚的了解,电动车充电是越勤更好吗?

电动车充电频繁的好处

众所周知,亏电是最伤电动车电池的一种方式,一旦电池经过放电,没有快速的得到补充电量,电池就会开始硫化过程,而放电之后的十二个小时,就会出现明显硫化,未及时充电,硫化结晶就会聚积堵塞电池内绒状铅微孔,使电池内阻增大,导致电池的损伤,寿命的缩短。

那么,频繁的充电,就可以防止出现硫化,及时充电还可以清除不严重的硫化,从这个方面来看,频繁充电的有利于保养电池的。

电动车充电频繁的缺点

当然,电动车也是不能一味地频繁充电,因为,充电的频繁,对于一部分电动车,同样会缩短电池寿命,这就要提到电池充电过于频繁的缺点,浪费循环充放电次数。

所有的电池,都有循环充放电次数,也可以理解成为当这个次数用尽,电池就会报废,一般来说,铅酸电池的次数是300次左右,而锂电池是1000次~1500次左右。

频繁充电对于铅酸电池电动车,就会有直接影响,如果3天完成一个充放电次数,那么,正常来说电池可以用3年,但如果充电过于频繁,电池可用寿命就会缩短,这是频繁充电的一大缺点。

电动车的正确充电方法

通过以上可以看到,理论上来说,充电频繁的好事情,对于锂电池来说,充电越勤越好,但对于循环充电次数过低的铅酸电池,这种做法是不推荐的,下面来说说正确的充电方法,大家可以作为参考。

1、锂电池可以随用随充,用车后就可以直接充电;

2、铅酸电池建议是余电20%~30%左右充电;

3、无论是铅酸还是锂电池,都要避免过充,过热充,过冷充;

小行家总结:

许多人喜欢把电动车的保养“极端化”,这是小行家所不赞成的,电动车的保养,其实是要根据车型、搭配的电池,因车制宜的,通过上面可以看到,网友问的问题:电动车到底是充电越勤越好吗?通过分析可以看到,对于锂电池理论上是的,但对于铅酸电池,频繁充电,只会“有害无利”,大家可以根据自己的电动车,来“对号入座”,掌握正确充电方法。

希望以上的内容,可以帮助到您,还有什么想了解的,也欢迎大家评论交流。

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