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锂电老司机经验谈：全面理解锂电池自放电现象

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自放电的分类：

从自放电对电池的影响，可以将自放电分为两种：损失容量能够可逆得到补偿的自放电；损失容量无法可逆补偿的自放电。按照这两种分类，我们可以大约轮廓性的给出一些自放电的原因。

自放电的原因：

1.造成可逆容量损失的原因：可逆容量损失的原因是发生了可逆放电反应，原理跟电池正常放电反应一致。不同点是正常放电电子路径为外电路、反应速度很快；自放电的电子路径是电解液、反应速度很慢。

2.造成不可逆容量损失的原因：当电池内部发生了不可逆反应时，所造成的容量损失即为不可逆容量损失的。所发生不可逆反应的类型主要包括：

A:正极与电解液发生的不可逆反应（相对主要发生于锰酸锂、镍酸锂这两种易发生结构缺陷的材料，例如锰酸锂正极与电解液中锂离子的反应：

LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4 等）；

B:负极材料与电解液发生的不可逆反应（化成时形成的SEI膜就是为了保护负极不受电解液的腐蚀，负极与电解液可能发生的反应为：

LiyC6→Liy-xC6+xLi++x等）；

C:电解液自身所带杂质引起的不可逆反应

（例如溶剂中CO2可能发生的反应：2CO2＋2e-＋2Li＋→Li2CO3＋CO；

溶剂中O2发生的反应：1/2O2+2e-+2Li+→Li2O ）。

类似的反应不可逆的消耗了电解液中的锂离子，进而损失了电池容量。

D:制成时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应。这一现象是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。空气中的粉尘或者制成时极片、隔膜沾上的金属粉末都会造成内部微短路。生产时绝对的无尘是做不到的，当粉尘不足以达到刺穿隔膜进而使正负极短路接触时，其对电池的影响并不大；但是当粉尘严重到刺穿隔膜这个“度”时，对电池的影响就会非常明显。由于有是否刺穿隔膜这个“度”的存在，因此在测试大批电池自放电率时，经常会发现大部分电池的自放电率都集中在一个不大的范围内，而只有小部分电池的自放电明显偏高且分布离散，这些应该就是隔膜被刺穿的电池。

最后需要说明的是，锂离子电池内部发生的副反应是非常复杂的，文武虽然查了些资料，但由于水平有限精力有限，暂时只能分析道这个程度，大家凑合着看吧。

自放电的测试方法：

1.测量电池搁置一段时间后的容量损失：自放电研究的本初目的就是研究电池搁置后的容量损失。但是，以下原因造成测试容量损失在实施上困难重重：A.充电过程中的不可逆程度过大，即使充电后马上进行放电，放电容量/充电容量值都很难保证在100%±0.5%以内。如此大的误差，就要求测试之间的搁置时间必须非常长。而这很显然不符合日常生产的需求。B.测试容量时需要大量电力和人力物力，过程复杂且增加了成本。基于以上两个考虑，一般不会将“测量搁置后放电容量对比之前充电容量的损失”来作为电池的自放电标准。

2.测量一段时间内的K值：衡量自放电程度的一个非常重要的指标K值=△OCV/△t。K值常见单位为mV/d，当然这跟厂子自己的标准（或者厂子老大的个人喜好）、电池本身的性能、测量条件等有关。测量两次电压计算K值的方法更为简便且误差更小，因此K值是衡量电池自放电的常规性方法。以下文字可能会将K值与自放电混用，请大家注意。

自放电及K值的影响因素：

1.正负极材料、电解液种类、隔膜厚度种类：由于自放电很大程度上是发生于材料之间，因此材料的性能对自放电有很大的影响。但是材料的各个具体参数（比如正负极的粒径、电解液的电导率、隔膜的孔隙率等）对自放电的影响到底有多大、有影响的原因是什么？这一问题不是研究的重点。一是问题本身太过复杂，二是对量产、搞研究皆没有太大意义。不过好在文武的同事曾经做过实验，发现三元电池的自放电率要高于钴酸锂电池。但是再多的，就不知道了（子曰：知之为知之，不知为不知，是智也）。

2.存储的时间：存储时间变长，一方面是使压降的绝对值增大（废话），另一方面则变相的减少了“仪器绝对误差/压降值”，从而使结果更为准确。文武通过实验发现，使用精度为0.1mV的仪器测试自放电，当测试时间超过14天时，才能够将问题电芯（什么是问题电芯将在下面的文字中回答）与正常电芯区分出来（当然文武那批电池K值很小，0.13mV/d左右）。

3.存储的条件：温度和湿度的增加，会增大自放电程度。这点很好理解且论坛里下载的文献中也见过这类数据，不再赘述。

4.测试的初始电压：初始电压（或者说一次电压）不同，所得K值差别明显。文武曾将一批电池分为三组，初始电压分别为A组3.92V（我们的出厂电压）、B组3.85V、C组3.8V，然后测量K值（该批电池在实验前已经进行了筛选，自放电水平相近且存储、测试条件完全一致）。结果发现，A组的K值为X，B组K值约为1.8X，而C组虽然也会X，但是电压有一个先升后降得阶段。类似的结论在其它自放电测试中也有体现。不过，电池的自放电研究的终究是容量的损失，因此在不同初始电压条件下虽然K值相差很多，但是容量损失差多少并不知道。考虑到测试容量误差太大（做循环时候充/放能控制在100%±1%就不错了），因此并没有做过此类实验。感兴趣的朋友可以尝试一下。

测量自放电的作用：

1.预测问题电芯。同一批电芯，所用材料和制成控制基本相同，当出现个别电池自放电明显偏大时，原因很可能是内部由于杂质、毛刺刺穿隔膜而产生了严重的微短路。因为微短路对电池的影响是缓慢的和不可逆的。所以，短期内这类电池的性能不会与正常电池相差太多，但是长期搁置后随着内部不可逆反应的逐渐加深，电池的性能将远远低于其出厂性能以及其他正常电池性能。表现为：最大容量的不可逆损失明显偏高（例如三个月不可逆容量损失达到5%，而正常电池达到这一值要一年）、倍率容量保持率（0.5C/0.2C、1C/0.2C）降低、循环变差且循环后易出现析锂（此皆为文武实验结果所得）等。因此为了保证出厂电池质量，自放电大的电池必须剔除。

那么接下来的问题就是如何判定一个电池自放电大？如前所述，影响自放电的因素很多，故对所有电池给出一个经验性的K值作为统一标准是不现实的。文武只系统做过一次实验（110pcs电池测3个月自放电，然后挑出问题电池），我可以给出的参考是：将K值约为整批电池平均K值2倍的电池挑出作为不良品。如果电池内部有严重的微短路，那么与正常电池相比，这就相当于一个“质”的变化，其K值水平会明显有别于正常电池。没有问题的电池的K值的一致性要明显强于有问题电池的K值，因此挑出问题电池并不难。挑出问题电池后如何处理是需要考虑的，如果想知道这些K值过大电池是否能当A品出厂，文武也有一个建议（不过此类实验没有做过）：鉴于自放电过大电池的不可逆容量损失很大，因此可以将电池搁置至少一个季度后重新分容，容量没有明显衰减，则认为其没有问题。

2.对电池进行配组。对于需要配组的电池，K值是重要的标准之一。在测量计算K值的过程中要注意，由于不同初始电压下自放电水平有明显差异，因此需要尽量保证电池的一次电压是在一个不大的范围内。我认为较好的一次电压范围标准就是电池厂自己的出厂电压。如果问题电池已经挑出，那么剩下的电池自放电率应该差别不是很大，此时用K值来作为配组标准之一的意义到底有多大，文武没有做过类似实验，且配组问题一直也是让人非常头痛的（看过一个文献说，1200次循环的电池配组之后，理论循环次数不到200次！），所以暂不做过多评述。

3.帮助制定电池出厂电压、出厂容量。有些客户有这类的要求：不管电池出厂电压、出厂容量多少，只是要求电池运到了客户手里，容量有60%。这时就需要评估电池在运输过程中会产生的自放电程度，从而确定电池的出厂电压或者容量。另外由于不同工艺、不同材料、不同储能阶段的电池自放电差值明显，因此对此问题需要进行单独的实验而不能简单套用其它实验的数据。

自放电的误区：

充电后的自放电：一些朋友表示充电后电池压降很快，说这是自放电过快。发生该情况的原因是电池在充电过程中的极化，造成充电电压高于电池实际电压。充电后电压下降的过程，就是电池电压从充电电压下降回归到自身本身电压的过程。而充电电压-电池实际电压的结果，叫做超电势，并不是什么所谓的“虚电”，且电化学术语中也没有虚电这一名称。因此充电后的电压回落主要是超电势的消失，自放电在其中所占比例非常非常小完全可以忽略。另外，从文武自己的数据来看，充电后电压基本稳定需要起码4h，且不论充电以恒流还是恒压作为结束，静止时间的差别也不是很大。

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可外放电的纯电SUV推荐开着电动车去野外吃火锅不香么？

电动汽车发展到今天，确实有很多传统燃油车不具备的优势。好开省钱，更完备的智能化水平等等。这些我们今天不谈，今天跟大家聊聊很多电动车都具备的一个小功能，外放电。外放电其实是一个车辆很小的辅助功能，但却能给你带来很多便利。比如自驾游的时候在野外来顿亲近自然的小火锅，它不香么？今天就给大家推荐4款带外放电功能的纯电SUV，生活不止眼前的苟且，还有郊外的小火锅~

什么是汽车充放电功能？

其实车辆外放电功能在燃油车型上就有，但在使用便利性方面还是有着明显的不足之处，会比较麻烦。电动车的外放电功能分为VTOV模式和VTOL模式两种。VTOV模式可以车对车充电，其实我们日常使用时候使用到VTOV还是比较少的。而VTOL模式可以在野外露营时为家用电器供电，满足旅行途中田间烹饪、点亮帐篷、户外电影等各种生活用电需求，带来更惬意、更便捷的出行生活。

哪吒U

补贴后指导价：13.98-19.98万元

第一款推荐给大家的是哪吒U，哪吒U全系都标配了VTOV和VTOL模式。哪吒U定位紧凑级纯电SUV。外观方面，新车设计的十分前卫，贯穿式前大灯组十分有辨识度，车身线条的设计感也非常强。车头部分还可选装IME互动呼吸灯，将矩阵式LED灯组使用IME工艺封装在前格栅内，这相当于给车辆增加了一个显示装置。当车主解锁车辆、临时停车或充电时，该装置都会有相应的灯光显示效果，以达到表达车辆状态以及“情感”的功能。

哪吒U的长宽高分别为4530/1860/1628mm，轴距为2770mm。相较于其他紧凑型SUV（轴距2500-2700mm），哪吒U拥有更长的轴距，这也使得该车的空间表现要比同级车型更加出色。

内饰方面，哪吒U采用了双12.3英寸大屏+8英寸显示屏的三联屏设计，其中双12.3英寸屏为一体式贯穿屏幕，连接了车辆的仪表盘和中控屏，可以显示丰富的车辆信息。8英寸屏幕采用触控式设计，配合下方的实体按键，可以非常便捷的进行操控。该车搭载了一个小You智能机器人，在车主进行语音控制时，它可以模仿人的表情、语气向驾驶员作出回复，整体的语音识别率很高。在功能方面，哪吒U具备疲劳驾驶提醒、全车AI语音控制、智能家居控制、主动救援服务等功能。

空间方面，得益于2770mm的轴距，哪吒U的后排乘坐空间表现相当出色，出于同级别竞争对手的第一梯队。就是后排出风口只能往一个方向调节，另外USB接口也只有一个。

哪吒U还全球首搭“透明”A柱技术，通过在车辆A柱的位置上加装两块OLED柔性屏，再配合车外的高清摄像头以及自主研发的软件算法，就可在A柱屏幕上实时显示外界图像，实现A柱“透明”的效果。此项设计能减少驾驶者的视野盲区，提高车辆的安全性。但这项装备需要选装，价格也超过1万元，炫技的作用大于实用性。

新车搭载与上汽变速器联手打造的S-EDS“三合一”高性能集成电桥，将电机、减速器及控制器做到了三合一集成。官方称与行业同类产品相比，重量减轻约10kg，体积缩小约20%。效率方面能得到约10%的提升。动力方面，400 U行版车型搭载最大功率120kW，峰值扭矩210Nm的电机，其余5款车型均搭载最大功率150kW，峰值扭矩310Nm的电机。400系列车型的NEDC续航里程为400km，520车型的NEDC续航为500km。

BEIJING-EX5

补贴后售价：16.99-19.99万元

BEIJING-EX5定位于紧凑型家用SUV，是北汽新能源智能化系统——达尔文系统孕育诞生的首款A级纯电SUV。新车共有4个不同款型，采用北汽新能源第三代先进电控管理技术--EMD3.0智能电控系统，NEDC工况续航里程达到415km。需要注意的是，只有高配的悦潮版和悦领版才具备自放电功能，VTOV和VTOL两种模式都支持。

EX5长、宽、高分别为4480、1837、1673mm，轴距为2665mm。采用了全封闭式豹型前脸设计，搭配豹爪型前大灯和仿豹齿型LED日间行车灯。EX5的车身侧面为贯穿前后的双腰平行线条设计，前低后高的姿态非常动感。车尾灯与前大灯造型呼应，亮灯时将呈现清晰的豹爪式轮廓。

EX5采用家族式内饰设计，双色搭配，中间圆形的出风口非常具有辨识度。悬浮式设计的中控大屏，在方便驾驶员观看的同时，也彰显了档次。“北”字形造型的出风口设计，极具家族辨识度。EX5采用全新的航空排挡式电子挡杆，在进行换挡时，颇有如飞机推进器般的操控质感。基于人机工程学原理的座椅采用皮质+织物设计，坐上去贴合、软硬适中，并且具备6向电动调节功能。

后排空间方面，BEIJING-EX5的轴距为2665mm，在同级别中这一数据显得比较平庸，整体的后排乘坐空间表现相对一般，而且中央地板的凸起程度也比较高。

EX5搭载北汽新能源自主研发的第三代永磁同步电机，最大扭矩300Nm，最大功率160kW，最高安全车速可达160km/h，50公里加速仅4.18s。EX5使用高性能三元锂电池，电池容量为61.8kWh，能量密度达到了146.5Wh/kg。EX5搭载了北汽新能源第三代先进电控管理技术——EMD3.0智能电控系统，可以智能管理电池，智能优化电机，智能调校整车。EX5的NEDC工况续航为415km。特别值得一提的是，EX5还拥有领先的外放电功能，不仅能车对车充电（VtoV），还提供外供电功能(VtoL)，满足旅行途中各种生活用电需求。

比亚迪宋Pro EV

补贴后售价：17.98-21.98万元

第三款为大家推荐的是比亚迪的宋Pro EV。宋Pro EV定位紧凑级SUV。需要注意的是，新车带有VTOL模式的自放电功能是需要选装的，且只有高功率高续航版（旗舰型）以及高能领航版两款车型能选装。外观方面，宋Pro EV的造型和唐EV较为接近，但由于宋Pro系列是比亚迪旗下首批使用Dragon Face2.0设计语言的车型，所以它的外观还是和后者有些区别的，在大灯、前格栅、尾灯等细节之处你都可以感受到。

宋Pro EV的长宽高分别为4650*1860*1700，轴距为2712mm，相比于同级别的小鹏G3（长宽高4450*1820*1610mm轴距2625mm）、威马EX5（长宽高4585*1835*1672mm，轴距2703mm），宋Pro EV在车身尺寸方面有着不小的优势。

内饰方面，宋Pro EV的设计风格还是以简约大气为主。中控台采用了偏向驾驶员一侧的设计，使用起来十分方便，而宋pro系列也是比亚迪旗下首批采用此种布局方式的车型。该车所搭载的12.8英寸的触控液晶屏配备了DiLink车载互联系统，这套系统是基于安卓系统所打造的，所以在功能方面很齐全，支持绝大多数App应用的下载，使用体验也和智能手机十分相似。并且系统还提供云服务，可以在手机App上查看车辆实时状态，并提供远程控制，如远程启动，开关空调、车窗等功能。

后排座椅的靠背角度可以进行调节，这样的设计也能使乘客找到相对舒适的坐姿。此外，宋Pro EV的后排地台没有任何凸起，这也能给位于中央位置的乘客带来更加舒适的体验，即便长途驾驶也不会觉得疲劳。宋Pro EV的轴距为2712mm，后排的绝对乘坐空间表现也不错。

动力方面，宋Pro EV搭载了一台最大功率为135kW，最大扭矩为280Nm的永磁同步电机。其最大转速达到了15000rpm，性能要比同级别车型更加出色，并且此电机还采用了高集成化设计，最高效率可达97%。宋Pro EV搭载容量为59.1kWh和71kWh的电池组，NEDC工况分别达到了405km和502km。

帝豪GSe

补贴后指导价：10.98-15.99万元

最后给大家推荐的是帝豪GSe，自放电功能在老款GSe上是选配，而新款GSe除了入门版车型外，全部配备了自放电功能。而且就售价来看，帝豪GSe也是今天推荐的四款车型中，相对比较亲民的。外观方面，新车的设计相较于老款基本没有什么变化,整体的风格还是年轻运动，前进气格栅采用了封闭式设计，这也是电动车特有的标志。两侧集成了远近光一体式的前大灯，整体的视觉效果不错。

车身尺寸也与老款车型保持一致，仍为4440*1833*1560mm，轴距也保持不变，为2700mm。唯一的区别是只是新车将尾部的车标换成了英文名称GEELY。

新车的内饰部分相较于老款车型也没有太大变化，整体设计风格依旧属于比较耐看的类型，但少了些设计感。不过在座椅材质方面，新车使用了真皮与仿皮混搭的材质，要比老款座椅的纯仿皮材质看上去更高档一些。

空间方面，帝豪GSe的轴距为2700mm，后排乘坐空间还不错，中央地板油轻微的凸起，但能接受。但因为遛背造型的原因，后排头部空间略显局促。

动力方面，500系列车型搭载一台最大功率为163马力、最大扭矩为250Nm的驱动电机；600系列车型搭载了一台最大功率为177马力、最大扭矩270Nm的驱动电机。续航方面，600系列车型采用容量为61.9kWh、密度为182.44Wh/kg的三元锂电池组，NEDC综合工况续航里程450km。500系列车型电池容量为53.1kWh，NEDC综合工况续航里程为400km。充电方面，新款帝豪GSe在直流快充条件下从30%电量充至80%仅需30分钟。

来源：第一电动网

作者：王峥

本文地址：https://www.d1ev.com/carnews/daogou/119808

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