最近在闲逛微博的时候,发现有个知名的博主吐槽特斯拉在现在北京的温度下(早晨5摄氏度左右),充电速度大幅度降低,导致充电时间延长,需要先预热20分钟,才能正常充电。有网友就很奇怪了,为什么低温电动车充电会受影响呢?
从理论角度分析低温对锂电池的影响
磷酸铁锂、三元锂电池是应用在电动汽车上最多的电池,低温对锂电池的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。
1、低温环境下正极容易产生极化,从而降低电池容量。
2、受低温影响,石墨嵌锂速度降低,容易在负极表面析出金属锂,金属锂无法全部再次嵌入石墨内部,部分金属锂持续存在负极的表面,极有可能形成锂枝晶,影响电池安全。
3、低温下,电解液黏度会增加,锂离子迁移阻抗也会随之增大。
为何充电比放电更需要温度?
锂电池可以实现低温下正常放电,但在同样的温度下,充电就比较吃力。因为当Li+嵌入石墨材料时,首先要去溶剂化,这个过程会消耗一定能量,阻碍了Li+扩散到石墨内部。因此,石墨材料的充电接受能力要逊色于放电能力。
低温环境下,随着温度的降低,石墨负极的动力学特性进步一变差,充电过程中,负极的电化学极化明显加剧,析出的金属锂容易形成锂枝晶,穿破隔膜并导致正负极短路。
所以避免锂离子电池在低温下充电。当电池必须在低温下充电时,需要尽可能选择小电流对锂离子电池进行充电,并在充电后对锂离子电池进行充分搁置,从而保证负极析出的金属锂能够与石墨反应,重新嵌入到石墨负极内部。对于电池组来说,为了满足快充,先对电池组加热,达到合适温度,反而可以缩短充电时间,并保证锂电池的安全性。
如何解决这个问题?
首先尽量保证电池在出发前是满电状态,或者通过远程启动的方式,对电池组预加热技术,车辆还在充电状态下,车主可以通过手机上的App发出电池预加热指令,最大程度上减轻低温对电池容量的影响。或者先整车行驶一段距离,当电池组温度升高后,再进行充电,这样可以减少充电的等待时间。当然最极端的情况就是,低温没电,那么BMS会先对电池组进行加热,然后再充电。