超快充,“泡沫”多多,在“功率越大,充电越快”的背后,一切都

虽然快速充电方便我们的生活,但也伴随着一定的风险。它可能会损坏电池,增加电池自燃的风险。

文/NE-SALON新能源集团

超快充时代即将到来

在最近举行的上海光伏展上,一款引人注目的快速充电设备迅速成为人们关注的焦点。华为的超快充系统成为展会的亮点,声称实现了惊人的“充电一秒,续航一公里”壮举。不仅华为,小鹏、广汽、吉利等车企近年来也推出了惊艳的超快充产品。例如,小鹏S4充电桩最大功率可达480kW,最大电流可达670安培,仅5分钟可增加210km;广汽A480充电桩也可在5分钟内充电,延长里程200km;去年,吉利推出了威瑞超快速充电桩,被称为“5分钟充电,300km”。

像春雨后春笋一样,这些超快充产品迅速融入我们的日常生活。由于全球新能源汽车市场的蓬勃发展,它们的快速发展。新能源汽车渗透率的提高促进了充电桩需求的快速增长。《促进能源电子产业发展的指导意见》、“十四五”扩大内需战略实施方案、新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)等一系列政策相继出台,我国充电桩产业已进入快速建设阶段。

上个月中旬,国家发改委、国家能源局联合发布了《关于加快充电基础设施建设,更好地支持农村新能源汽车振兴的实施意见》。本意见明确强调了加强公共充电基础设施布局建设的重要性,努力实现新能源汽车充电站“县全覆盖”和充电桩“乡全覆盖”的目标。由此可见,我国已将充电桩建设列为“新基础设施”的重要组成部分,注入了强大的发展动力。新能源汽车充电问题一直被认为是推广新能源汽车的最后一个问题,其中充电速度是目前最需要改进的方面。为了解决车主对充电的焦虑,许多企业开始开发超快速充电产品。

超快充,“泡沫”多多,在“功率越大,充电越快”的背后,一切都

那么,什么是所谓的“超充”呢?在行业内,品牌专属直流充电桩通常被定义为超快充,功率在120千瓦以上。

一般来说,每小时1千瓦的充电功率可以理解为“1小时1度充电”,而60千瓦的充电功率意味着“1小时60度充电”。简单来说,就是大功率,猛充电!

超快充,“泡沫”多多

然而,在“功率越大,充电越快”的背后,一切都这么好吗?让我们来看看几个令人震惊的案例:

2023年3月15日,在贵州省六盘水六枝特区塔山街塔山水泥厂旁的充电站,一辆新能源汽车充电后突然冒烟,迅速起火。

2022年11月17日凌晨2点,成都市新都区一辆电动卡车在快速充电时突然起火,引发爆炸。

2022年4月21日,福建省莆田市荔城区某停车场,一辆新能源汽车在充电时突然发生火灾。

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这些都是电动汽车在充电过程中发生的火灾事故!这充分表明,锂二次电池在不适当的充电条件下容易因过热而失控,导致自燃的风险。这种风险对超快速充电更为突出。

我认为锂离子充电的过程可以与倒啤酒进行比较。倒啤酒的速度越快,啤酒杯装满的速度就越快,但啤酒泡沫越多;相反,倒得慢,装满得慢,但啤酒泡沫越少,啤酒就越多。在锂离子电池的充电过程中,泡沫可以等同于“对电池的损坏”。

我暂时把伤害归纳为两个原因:

1、频繁快速充电加速了电池电池的极化

一般在锂离子电中在蓄电池充电过程中,电极内锂离子的扩散速度相对较慢,而电解质的扩散速度较快。这种扩散过程主要由电极内部的扩散控制。由于锂离子在电极颗粒中的迁移速度远低于电极表面的电化学反应速度,导致电极出现浓度差极化,进一步增加了正负极之间电位差偏差平衡电位的程度。

当充电电流持续较大时,电极处的锂离子浓度会增加,加剧极化。这样,电池的端电压就不能直接与充电的电量/能量成线性比例。同时,大电流充电也会增加内阻,进一步加剧焦耳发热效应,引起电解质分解、产气等一系列副作用。这些因素急剧增加了电池的风险,对电池的安全产生了负面影响,非功率电池的使用寿命将不可避免地大大缩短。

2、频繁快速充电可能导致电芯晶体分析

在充电过程中,我们对锂离子的控制实际上非常弱。只能保证锂离子会迁移到负极表面,但不能保证锂离子会均匀分布在负极表面。锂电池快速充电意味着锂离子快速脱离并“游向”负极。此时,负极材料需要具有快速嵌锂能力。锂电池快速充电的负极材料包括碳材料、钛酸锂等新材料。对于碳材料,由于锂嵌入电位与锂沉淀电位相似,锂离子一般优先嵌入石墨,但在快速充电或低温条件下,锂离子可能在表面沉淀形成分支锂(也称为晶体沉淀)。枝晶锂会刺穿隔膜(SEI),会造成Li 二次损耗,降低电池容量。锂晶体达到一定量后,会从负极向隔膜生长,造成电池短路的危险,严重时会造成车辆自燃,造成不可挽回的后果!

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还有一点需要注意的是,大多数商家在宣传快速充电时,通常会强调80%的电池在很短的时间内充满,而不是100%。这是因为在快速充电状态下,电池的强化程度和内阻会急剧上升,所以原来的电流不能继续输送到电池,而是会变成慢速充电。这就是为什么很多企业通常只宣传电池快速充电80%所需的时间,而不提充电所需的时间。在快速充电达到80%后,剩余20%的充电时间会更长。

此外,还有快速充电一直受到批评的“虚拟电源”现象。快速充电会导致电池发热,因为在快速充电时,由于大电流的作用,电池内部会升温,分子会更加活跃,给人一种电池充满电的错觉。然而,事实上,在快速充电过程中,充电电池的实际功率约为慢速充电的10%。这就是为什么所谓的“虚拟电源”。

综上所述,快速充电虽然方便我们的生活,但也伴随着一定的风险。它可能会损坏电池,增加电池自燃的风险。因此,作为车主,要慎重考虑自己的充电方式,选择正确的充电方式。在非紧急情况下,尽量使用慢速充电设备。同时,作为充电桩制造商,要不断提高充电桩的质量,确保我们的快速充电设备符合质量标准,生产能让客户满意的产品!只有这样,我们才能在享受快速充电便利的同时,确保安全和用户体验。来源:NE-新能汇GSALON

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