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2030出行研究室宁德时代将生产200万公里续航电池 长寿命电芯真的可实现吗？( 二 )


2030出行研究室宁德时代将生产200万公里续航电池 长寿命电芯真的可实现吗？
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还有一个重要点：动力电池的寿命限制在哪里？从技术的角度来说 ， 我们正常在使用电芯中往往会观察到三个阶段：
第一阶段是初始容量的增加：电池的容量是一个重要的参数 ， 其值由正极材料容量、负极材料容量、负极-正极容量比 ， 负极一般会比正极在几何尺寸上拉长一些 。 实际上电池企业也会在这个上面把额定容量的数据进行一定幅度的调整 ， 以匹配实际的出厂容量的公差范围 。 所以一般都能观察到初期的容量 ， 是高于额定容量 ， 并持续一段时间 。
第二阶段是电池的线性容量损失：电池不管是放在那里还是循环使用 ， 电芯内部都会出现老化 。 如下图所示 ， 从微观尺度角度来看 ， 电池的主要材料由正极、负极、电解液和隔膜等材料所组成 。 为什么能量会不停的衰减？实际上电池本事是电化学储能 ， 容量衰减的机理主要是在内部已经发生了很多不可逆的负反应 。
2030出行研究室宁德时代将生产200万公里续航电池 长寿命电芯真的可实现吗？
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容量衰减跟正极、负极、电解液都有关系 ， 从材料还有物理化学的角度分来看：
正极材料 ， 在循环过程中会有不可逆的相变 ， 还有金属离子溶出；正极材料颗粒破碎 ， 粘结剂分解和正极材料晶体结构改变等因素 ， 会导致一部分正极活性物质失去嵌锂等能力；负极材料中会有活性物质脱落 ， 粘结剂分解等因素 ， 都会导致部分负极活性物质颗粒失去与导电网络的导电连接 ， 从而使其无法嵌锂 ， 造成锂离子电池容量损失 。
经历了第二个阶段后期会迎来电池寿命的终点快速蜕变：这个一般是崩坏的过程 ， 最好这个时候拆解一下电芯 ， 并记录一下崩坏之前的各项参数特性 。 这是一个标志点 ， 也是车辆从相对健康到很难使用的转折点 。
实际上 ， 动力电池在和电动汽车设计中 ， 容量衰减预测和分析 ， 是非常重要的 。 工程师们通过考虑不同的影响因子 ， 包括环境温度、不同使用电池放电深度和使用工况构建数学模型 ， 对整个电池的可用性要做出大量的验证工作 。 如下图所示 ， 实际上电池的衰减也是呈现出一定的离散型 ， 在16万公里质保期内努力设计成不会快速跳变的状态 。
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总的来说 ， 动力电池的寿命限制主要还是在电芯材料和电芯设计层面 ， 主要是电池内部副反应的微观层面的变化日积月累导致了电池的衰减 。 如今车企和电池企业按照长寿命电芯的设计预期 ， 对于消费者来说是大好事 ， 对于整个产业来说有了更多的可能性 。 当然这种技术突破是否真正能够兑现200万公里和16年 ， 并且成本上只上升10%这样的豪言壮语 ， 是否带来其他的性能折中 ， 我们还是持有谨慎态度 ， 对电池的后续开发成果拭目以待 。
【2030出行研究室宁德时代将生产200万公里续航电池 长寿命电芯真的可实现吗？】图|网络及相关截图


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