鋰電池快充技術(shù)，鋰電池快充能力的影響因素
購(gòu)買(mǎi)者客戶買(mǎi)回二次充電鋰電池回去之后，不知道是用什么方法來(lái)進(jìn)行充電，一直很困惑，像手機(jī)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(chē)用于改善機(jī)械設(shè)備使用效率，新能源汽車(chē)用于解決行程焦慮，連續(xù)不斷逼近“加一箱油”的時(shí)間。有很大的變成標(biāo)配的趨勢(shì)。今天就一塊兒來(lái)挖一挖快充方法，還有各大出名品牌廠家使用的快充技術(shù)，好的那今天我們就來(lái)看看鋰電池快充能力的影響因素。
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(jié)省成本，充電機(jī)放出來(lái)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(méi)有什么標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)給出具體數(shù)值，我們暫且參考知名度最高的補(bǔ)貼政策中提及的數(shù)值門(mén)檻。快充的基礎(chǔ)級(jí)是3C。事實(shí)上，在新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼政策標(biāo)準(zhǔn)中，沒(méi)有提及快充的要求。從通常情況下新能源汽車(chē)的宣傳策劃數(shù)據(jù)資料中，都可以看到，大家通常情況下覺(jué)得三十分鐘充滿八十%已經(jīng)都可以作為快充的噱頭，拿出來(lái)宣傳策劃了，因此想必覺(jué)得新能源汽車(chē)的1.6C就可以是基礎(chǔ)級(jí)快充正常值。遵循這個(gè)思路，宣傳策劃15分鐘充滿八十%的，相當(dāng)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(zhuān)家教授明確提出來(lái)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(gè)環(huán)節(jié)，先選用較大電流值對(duì)電池充電，在電池電壓達(dá)到截止電壓V0時(shí)停止充電，此時(shí)電池電壓明顯降低。維持一段停充時(shí)間后，選用減小的充電電流再次充電。當(dāng)電池電壓再次上升到截止電壓V0時(shí)停止充電，如此這般往復(fù)數(shù)次(通常情況下約為3～4次)充電電流將減小設(shè)定的截止電流值。然后進(jìn)入恒電壓充電階段，以恒定電壓對(duì)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(guò)程，縮短了充電時(shí)間。可是這種充電模式電路較為復(fù)雜、工程造價(jià)高，通常情況下只有在大功率快充時(shí)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(chǔ)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(gè)環(huán)節(jié)的充電過(guò)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(gè)恒壓充電階段，由于電壓恒定，充電電流自然而然遵循指數(shù)值規(guī)律下跌，符合電池電流可接受率隨著充電的進(jìn)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(chēng)為反射充電方法或“打嗝”充電方法。該方法的每一個(gè)工作周期主要包括正向充電、反方向瞬間放電和停充3個(gè)階段。它在很大的程度上解決了電池極化現(xiàn)象，加快了充電速度。可是反方向放電會(huì)縮短鋰電池壽命。
主流廠家快充技術(shù)路線
寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司(廠家簡(jiǎn)稱(chēng)：CATL)
相對(duì)于正極，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)了“超電子網(wǎng)”技術(shù)，導(dǎo)致磷酸鐵鋰具有優(yōu)異的電子導(dǎo)電性能;在負(fù)極石墨表面上，選用了“快離子環(huán)”技術(shù)修飾，修飾后的石墨兼顧超級(jí)快充和高能量密度的特性，快充時(shí)負(fù)極不再出現(xiàn)過(guò)量副產(chǎn)物，使其具備4-5C快充能力，實(shí)現(xiàn)10-15分鐘快充充電，并能保證系統(tǒng)級(jí)別70wh/kg以上的能量密度，實(shí)現(xiàn)一萬(wàn)次的循環(huán)壽命(話說(shuō)這個(gè)壽命蠻高的)。熱管理方面，其熱管理系統(tǒng)，充分識(shí)別固定化學(xué)體系在不同溫度和SOC下的“健康充電區(qū)間”，極大拓寬鋰電池的運(yùn)營(yíng)溫度。
深圳市沃特瑪電池有限公司(廠家簡(jiǎn)稱(chēng)：沃特瑪)
沃特瑪近期感覺(jué)不好，我們只論技術(shù)。沃特瑪使用的粒徑更小的磷酸鐵鋰，目前市場(chǎng)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(lái)鋰離子將具有更快的移遷速度，可以更大倍率的電流進(jìn)行充放電。在電池以外的系統(tǒng)上，加強(qiáng)以熱管理系統(tǒng)和系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。
微宏動(dòng)力系統(tǒng)(湖州)有限公司(廠家簡(jiǎn)稱(chēng)：微宏動(dòng)力)
最早的時(shí)候，微宏動(dòng)力選擇了能承受快充大電流、具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰+多孔復(fù)合碳做負(fù)極材料;為了避免出現(xiàn)快充時(shí)高功率電流對(duì)電池安全性造成的威脅，微宏動(dòng)力結(jié)合不燃燒電解液、高孔隙率高透氣性隔膜技術(shù)以及STL智能熱控流體技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)電池快充時(shí)保障電池的安全性。2017年，其發(fā)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(dá)到170wh/kg，實(shí)現(xiàn)15分鐘快充，目標(biāo)定位于兼顧壽命和安全問(wèn)題。
銀隆新能源股份有限公司(廠家簡(jiǎn)稱(chēng)：珠海銀隆)
鈦酸鋰負(fù)極，寬工作溫度范圍和大充放電倍率著稱(chēng)，具體技術(shù)方案，沒(méi)有明確數(shù)據(jù)資料顯示。展會(huì)上與相關(guān)工作人員溝通交流，據(jù)稱(chēng)其快充已經(jīng)都可以實(shí)現(xiàn)10C，壽命兩萬(wàn)次。
鋰電池快充技術(shù)的發(fā)展前景
電動(dòng)汽車(chē)快充技術(shù)，是歷史文化的方位或是稍縱即逝過(guò)眼云煙，實(shí)際上如今爭(zhēng)論不休，并沒(méi)有定論。作為解決行程焦慮的一個(gè)備選方案，它與電池能量密度和整體用車(chē)成本放在一個(gè)平臺(tái)去考量。能量密度與快充性能，在同一只電池中，都可以說(shuō)是不相容的兩個(gè)方位，不可兼得。電池能量密度的追求，目前看是主流。當(dāng)能量密度充足高，一輛車(chē)裝載電量充足大，充足避免出現(xiàn)說(shuō)白了“行程焦慮”，電池倍率充電性能的需求就會(huì)降低;與此同時(shí)，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(gòu)買(mǎi)充足“不焦慮”的電量，就需要購(gòu)買(mǎi)者做出選擇，這么一想，快充就有存在的價(jià)值。另外一個(gè)角度，就是昨天提到的快充配套設(shè)施成本，這當(dāng)然是整個(gè)社會(huì)推電動(dòng)化的成本的一部分。
