咱们如许关心两次电池的生命，却对汽柴油机的生命其实不上心。到销售商买车时，客户根本上不会问“这台启动机能用车作废吗？”，终归此刻曾经2021年了，谁家汽车还准备开个100万路程/30年汽车年龄接下来从新吊装一辆新启动机进入，再打开下一种30年？

　　嗐，电动车子可就折腾了，请问你买电动车的时刻准备开30年吗？但凡有盘花生米都不会醉成这样……

　　咱们都用过大批的锂离子电池产物，最典范的便是智能电话，它的电池特性十分挨近咱们的电动车子：

　　1、唯有独一储能/供能装置；

　　2、电池娇贵得很；

　　3、电池超等不经用，咱们因而患上续航焦虑症；

　　4、电池充放几百次就不好用了。

　　这便是咱们今日要讨论的话题：电池却非红颜但为什么如许薄命？

　　电池的生命分为重复生命与日历生命，重复生命还能细分为准则和工况：

　　1、准则重复生命（Cycle Life）：用充放电重复次数来计算电池生命，当电池容量低于额定容量的必定值时（例如额定的80%之下）就视为电池生命终结。

　　源于察看国标官网显露文献错误的难题，是以用的是其它网络的带水印截屏。

　　2、工况重复生命（Working Condition Life）：多用于能源电池，现好的是国标GB/T 31484-2015《电动车子用能源蓄电池重复生命请求及试验方法》，依照规范跑重复终归获得一种重复数据结果。

　　3、日历生命（Calendar Life）：制造出去以后到电池罢工的时间，非是用重复次数计算，却是用年。这点时间包括电池静止不事业和正好事业的时间，是以这种时间须要考量温度、荷电状况、充放电倍率等等外部要素。

　　鉴于上述消息，由于平常很少用到日历生命，咱们通常会把“电池生命”、“电池重复”、“电池重复生命”定义为统一件事物。

　　值得注意的是，咱们说的1个重复 = （一次充满至100%的进程）+（一次放空至0%的进程）

　　也便是你插上去从30%充到80%又从80%消耗到30%，这只能算0.5个重复，循环多一次才算跑完1个重复。

　　重复生命用完以后，电池就完犊子了，这时刻咱们会讲电池生命EOL（End Of Life）。

　　为何电动车子使用者关心电池生命的强度，远远超出智能电话和笔记本电脑的使用者呢？

　　锂离子电池重复次数多了以后，锂枝晶渐渐集中，活性锂降低，电池容量变得越来越低，充电速度越来越慢，放电功率越来越小，各位的车子、电话和电脑上的电就越不经用。

　　电话和电脑还能换电池，去官方效劳店非常钟弄好，但电动车子就贼麻烦了，脱离车子单独出售的能源电池无高额国度补助，另外换电进程十分麻烦，终归无几台在售电动车是标配换电形式的。

　　一套换电大保健下去，本钱居高，保住价值率极低，也不如干脆换车。

　　笔者十分喜爱用索尼D系列的线性录音笔，索尼喜爱用AA电池来供电，录音笔用上十年也没关连，由于随着AA电池技艺的提高，续航能力一年比一年厉害。

　　但是电动车子的续航曲线是十足相反的，一年一种台阶往楼下滚，五年根本便是扑街状况了，运营机动车愈是两三年形同废物。

　　正由于电池生命比较汽柴油机生命而言十分拉胯，旧车商都很忌讳收电车，砸手里的几率太高。别忘了，静置的电池还会消耗日历生命，况且此刻鲜有不业余设施精确监测电池剩余生命，这就意指着你数十万收的这台电动车子，里头最贵的是“薛定谔的能源电池”。

　　此刻好多车企喜爱拿“每千米能耗价值”来掩藏电动车子的本钱拉胯实是，无人站出去说电动车子残值率过低导致“全寿命周期的拥车本钱过高”之难题。

　　自然，笔者却非用重复生命的缺陷一味贬低电动车子，咱不过想表述一种客观实是：假如你的年行进路程很高，例如3-5万千米/年，购置一辆花费级电动车子大几率更省钱；假如你的年行进路程很矮，一万几千千米，那末石油车是日前更实惠的抉择。

　　电池生命过短，缺乏换电形式，电/车分离不补助，这三个原因一同促成了电动车子的环境保护缺陷。

　　因而，电池配方、电池工艺僵待突破，唯有提高电池重复生命才能更好地守卫电动车子的“环境保护”Flag。

　　笔者毫不犹豫地以为电动车子的Well-To-Wheel（油井到车轮）效能远超出汽柴油车，聚集发电所释放的污染远低于汽柴油车本人边跑边烧边排，重复生命大增的电动车子势必是未来的环境保护主力，但此刻必定非是。

　　由于作用要素和解决方案是一一对应的，因而放到统一节内部解答。

　　两次电池的配方是打算电池重复生命的最要紧要素。这就如果你用红白两根萝卜怎样都整不出佛跳墙一样，缺了鲍鱼、海参、鱼唇、杏鲍菇、花菇、墨鱼、瑶柱，提鲜全靠脑补滋味？

　　电池配方的事，咱们先来讲正极。此刻多半电池皆是用正极配方来命名的，来呀店小二，上表格：

　　咱们此刻经常聊的三元锂电池，最重要的有镍钴锰酸锂电池NCM和镍钴铝锂电池NCA，此中前者正极里头的锰Mn素材可行提供稳固事业环境，增添重复生命，但锰非是越多越没有问题，此刻大伙都推崇高镍电池，提高能量密度，钴的用量比重则是越来越低，终归钴矿贵上天了。

　　锂离子电池内部，磷酸铁锂配方就如开挂阿三一样存留着。在7年前，有几家车子媒体以前给一辆跑了50万千米的比亚迪e6深圳出租车（标称续航300km）做过续航测试，测出去的实质续航路程仍是挺硬核的。

　　想理解测试详情的可行敲击下图看全文：

　　现在，磷酸铁锂电池的整包重复生命平常都有2000次甚而更多，有些实验室的1C重复生命可行达到3500-5000次，宁德时期在2019年愈是发表了可行重复12000次的磷酸铁锂储能电池产物。

　　另外，镍氢配方的重复生命也十分长，2000次妥妥的，可惜能量密度切实太差了，只能作为HEV或许PHEV的能源电池，单独驱动BEV的案例非是无，但全没热销。

　　愈加稳固的负极资料可行延伸电池生命。当咱们运用大电流快充时，负极晶格面对过多的活性锂离子的镶嵌动作，迎接不暇之余引起电极处的浓差极化景象，导致局部过热并让电极资料被破坏。

　　正负极的压实水平也会作用电池生命。尽管电极压实可行提高能量密度，但也会破坏正负极资料构造，浸液不充分，并对电极的稳固性和耐用性发生作用。

　　另外，通常设置锂离子电池的时刻都会让负极过量，由于经常使用的石墨负极一直皆是电化学重复的短板，假如负极“过量”不足，活性锂就会在负极外表积聚成死锂，也便是尖尖的锂枝晶，弄破SEI膜以后就等短路自己燃烧吧。

　　由于活性锂真的比六一孩童节找你讨要礼物的女友人还活跃，而电解液中的酯类溶剂也很活跃，是以电池稳固性不佳。幸好有另一个稳固性相比没有问题醚类溶剂用以中和，不过这类醚类溶剂不行没有限增添比重，尽管它另有消解锂枝晶沉积的大优势，但又会发生下降电池重复生命的副效用，差不多于在绝情丹上面撒砒霜，让你吃还不是，不吃还不是。

　　假如是当前经常使用的液态电解质，就会面对注液量和保液量的难题。注液量是初始状况，注液量不足就会削减生命；保液量要看运用时消耗电解液的速率，保液量不足也有同样的后果。

　　再者，电解液中的痕量水分可行必定水平上确保电芯的功能，不过水分过多会障碍SEI膜的造成，还会与活性物质反映并破坏电池里面构造，让它折寿。

　　最终说说固态电解质，也便是最近相比热的固态电池。当前多半探讨全没有表达固态电池有重复生命的优势，不过咱们一厢情愿以为固态电解质相比“稳定”相比很难“被消耗”。当前实验室阶段的固态电池可行达到1000次以上重复生命，最多有吹45000次的（嗐，还是骗风投的PPT）。

　　锂离子电池初次充电时会造成SEI膜（固体电解质界面），消耗掉大批来源电极资料的锂离子，尽管下降了里面短路风险、防止溶剂分子的共镶嵌并提高重复生命，但也因而下降了总容量。

　　为这，咱们可行经过预锂化对电极资料发展补锂，抵消SEI膜的锂离子消耗，从而提升电池的总容量和能量密度。

　　换句人话来讲便是：茄子太吸油，是以咱们炒茄子时多放油……

　　预锂化技艺有好多个方向，此中正极补锂可行运用富锂化合物、二元锂化合物等等，负极补锂可行运用锂箔补锂、硅化锂粉等等，在此不作开展。

　　荧幕造型“傻大黑粗”如AK-47，耐用功能如许强悍，本来离不开精密的制造工艺。那一些总是出故障的AK47本来是苏联出口技艺或许小国干脆仿制的二等、三等次品。

　　电池也一样，假如生产工艺到位了，生命当然会长一大截。

　　锂离子电池的配方与型号各不相同，制造工艺过程大体可行分出三段：

　　第一段 电极片的制作：正负极浆料制备、涂覆、干燥碾压、极片/隔膜分切

　　第二段 电芯的制作：卷绕/垫片、外壳焊合、封口、注电解液

　　第三段 封装和检验：化成（初次小电流充电）、分选、装配

　　在以上的工艺过程中，每一种细节都会干脆或间接作用电池的重复生命。

　　一块容易的电芯须要遭到高达6个维度的要素制约：重复生命、功率密度、能量密度、事业温度区间、平安、本钱。

　　假如本钱管够，好多难题全能迎刃而解，然则现实中最不可能管够的势必是本钱（狗头表情），终归你造一辆捷达那末小的电动车出去并要价50万，风投boss会让你手握十八张医保卡都不足够使用。

　　因而，制约电池生命的要素中必严肃考量本钱，而这可行经过增大量量下降单价来实现，然则定单量却非你想增就想增的。因而全个小节聊的皆是正确的废话，打住吧。

　　别看电池长得如许木讷，这玩意情感丰富得很，太热受不了，太冷受不了，充多了不能，放多了不妥，比老佛爷还难服侍。

　　高温对电池生命是有作用的，高温会让电池里面很不舒适，可充电/可放电的量降低，充/放电的速度下降，惨重的概况还会形成电解质和极片反映，电池生命会降低。

　　这不过慢性自杀，另有一招急性的，这时刻咱们要提一下电池范畴的三个温度：T1 自生热起始温度、T2 热失控激发温度、T3热失控最高温度。T2是一种很要害的温度，其机理在学界还没探讨透彻（摘自欧阳明高院士演讲稿）。

　　自然，由于有冷却体系的存留（风冷或许液冷），且电池换能效能特别高（热效能超出95%不少，不像内燃机那末弱鸡），电池没那末简单到达T2。

　　这时刻最魔幻的事宜来了：负极的析锂效应可行大幅度下降T2。

　　假如此时正好运用快充，况且是在热辣辣的环境下运用快充，电池发热量高且不匀称，里面一不当心达到T2热失控激发温度就完犊子了。

　　同理，电池也很不喜爱低温，活性物质不活跃了，电解液不开心了，正负电极不踊跃了，大伙都抉择躺平。

　　在低温前提下运用大电流充电，负极刚最初事业就涌入过多活性锂，此时电池里面活性物质很慵懒，忽然硬上十足不合乎道理的KPI，换谁都受不了，脆弱的负极生态被冲得七荤八素，现场混乱，死锂（锂枝晶）连接诞生。

　　锂枝晶生成的速度，便是电池死刑判决书下达的时间表。

　　既然讲到锂枝晶，咱就把本人此前罗列的锂枝晶生成原因再说一遍吧：大电流充电、充电时的局部过热、低温大电流充电、过充电、过放电、锂离子通量不匀称、负极外表不平整、负极容量不足、充电次数过多

　　假如充电形式正确，可行必定水平上给电池延寿：

　　A、运用正经厂商的充电桩产物，维持电压电流稳固。源于我们国家电网稳固性十分强，是以充电出了难题请谨慎甩锅给国度电网。

　　B、可行的话，浅充浅放可行大幅度提高重复次数，不过关于BEV电动车子而言十分不友好，你不行每一次都只用20%-80%之中的60%对吧？丰田给HEV用的镍氢电池便是应用极为谨慎的浅充浅放，做到10年以上数十万千米等级的运用生命。

　　C、尽量幸免长时间的高SOC涓流充电。大伙应当有注意到，此刻运用的超等本为了随时都达到第一大续航，多半都不行自助调度充电断开阈值的，因而长久插电用的超极本，电池衰减都相比惨重，长久维持高SOC便是难题所在。

　　D、未来可行运用L4或L5等级的没有人驾驭技艺，匹配没有线充电设施运用，制订浅充浅放的充放电战略，电池生命会因而延伸。

　　除了磷酸铁锂配方之外，多半锂离子电池都很怕过放电，放电深度越挨近0%，对电池的损伤越大，差不多于人体饿太久会折寿那样。

　　电池生命内部有日历生命，多半锂离子电池都很怕长久SOC过低静置，活性物质会扑街，电池构造会扑街。

　　一朝从新启用，唤醒电池时必需涓流充电，否则又会激发一波锂枝晶生长浪潮，折寿啊。

　　波动/挤压/磕碰/火烧等，这点字面意思就懂的东西不用开展了。

　　当电池容量降至额定容量的70-80%之下，就不符合用作能源电池了。我们国家一年回收能源电池的总量达到20万吨，假如把这点电池全拆解了，将是极大的资源浪费。

　　电池环境保护工作的第一大公约数是 —— 先梯次，再拆解。

　　在正经的回收通道中，废旧能源电池在检验判断为满足梯次应用要求以后，最重要的被用作之下用途：

　　1、大容量储能装置：天生大容量的能源电池包可用作创建太阳能发电、风力发电的储能装置，本钱是最新锂电池的20%左右（依据住友商事推出的数据），2011年国度电网与比亚迪就有这样的合作名目。

　　2、低速机动车供能：给能源/续航要求较弱的电动机动车运用，例如高尔夫球车、园区通勤车、厂区AGV自动驾驭运输车等。

　　3、基建造施供能：给通讯基站、路灯等装置当储能配备，日前包括北汽新燃料、长安在内的10余家车企已和华夏铁塔完成合作。

　　4、UPS不间断电源：通用车子曾用5组雪佛兰Volt废旧电池创建家族备用电源，满电后可供3-5个美国平凡家族在断电后再运用2小时。同理，用在公司用途上亦可。

　　能源电池真的十分不好服侍，吃太饱会折寿，吃太快会折寿，吃太久会折寿，饿太久会折寿，太热会折寿，太冷会折寿，左右波动会折寿，上下波动会折寿，吃的次数太多会折寿，吃的间隔太长会折寿……

　　反正这篇文章循环最多的短语便是电池会折寿。

　　嗐！

　　但车子产业的电气化之路真的不可逆，而咱们不会因噎废食，解决电池重复生命的技艺阻碍正好逐个被突破，10年以内咱们有望获得性价比超出汽柴油车的电动车子产物，或许20年以后的能源电池生命将不输石油机。

（图/文/摄：全球车子网 黄恒乐）

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