為什麼冬天電池那麼不耐用?

Winter Is Coming,北方的同學們早已經羊毛大衣、羽絨服把自己裹得嚴嚴實實。可是百密一疏,我們的手機、電動車卻開始“鬧情緒了”。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

烈烈風中,開啟我的手機準備掃個共享單車,明明還有50%的電量,剛要掃碼就自動關機了,只留下了在風中凌亂的我。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

騎上我心愛的“小電驢”,充滿電剛騎了4km,電量就只剩一格了,隨時趴窩的恐懼已經徹底把我支配。一到冬天,你的電量為何就變得如此不靠譜呢?

為什麼冬天電池那麼不耐用?

這一切,都要從這個不靠譜的鋰電池說起。這是一個鋰電池充放電的原理圖,鋰電池儲存和釋放能量的本質,是鋰離子在正極與負極之間的遷移。在放電的時候,鋰離子從石墨負極裡釋放到電解液中,然後艱難地游到正極,這裡就要注意了,目前電解液形式主要有兩種,手機使用的聚合物鋰離子電池一般為膠狀電解液,電動車上使用的鋰離子電池一般為液態電解液。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

不管是哪種電解液,當電池溫度降低的時候,他們都會“結冰”,就會讓鋰離子遷移變得更加艱難。舉個簡單的例子,假設有一條大河,每天可是承載上千條船的穿梭,那某一天河面結冰了,船往返的時間就會變長,整體的通行效率大幅降低。在鋰電池裡面,船就是鋰離子,大河就是電解液,通行能力就相當於電池的電量。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

當這些鋰離子遷移速度變慢的時候,在宏觀層面,就是電池的電壓會降低,當我們的電池管理系統檢測到電壓下降的時候,就會誤以為電池已經沒電了,為了保護電池,就有可能自動關機。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

不僅放電會受阻,低溫充電問題更大;充電的過程中,是外界的電流推著鋰離子從正極嵌入負極,而當電解液“結冰”時候,就推不動了,如果還在用力推,鋰離子就很有可能“掛掉”。所以說為什麼我們都覺得冬天充電速度慢,如果低溫下還進行快充,很有可能就會把電池充壞了。這個時候只有兩個解決的辦法,換電池或者換手機,怎麼樣?是不是又多了一個換手機的理由呢?

為什麼冬天電池那麼不耐用?

那麼有沒有其他可以解決的辦法呢?還是有的。首先最有效的方法,那就是給電池貼個“暖寶寶。這個在手機上很好理解,貼上個自發熱的暖寶寶,至少可以保證冬天在戶外正常開機。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

而在電動汽車上,路子可就野了。首先是大多數廠家都會去做的,給電池鋪上一層電加熱毯,保證電池在低溫狀態下能夠快速熱起來,但是電加熱本質上不還得靠電池放電麼,羊毛出在羊身上,電量不還是得“尿崩”。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

於是乎車企和電池廠就有了很多奇思妙想,第一個,就是自發熱電池,這個可不是跟“自發熱內衣”一樣的騙局,而是真實在研究的方案。過去的加熱墊,是電池放電,把加熱墊的水燒開,加熱墊再把電池暖熱。怎麼看都有一種脫褲子放屁的既視感,為了不讓“中間商”賺差價,電池自己發熱是不是效率就更高,目前很多電池廠都在研究這種新型電池。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

第二個路子更野,羊毛出在狗身上不就行了,我直接外掛一個爐子,天冷的時候燒柴油把電池熱起來不就好了,目前威馬就有一套柴油加熱裝置。但是讓綠牌的車每週去加油站加6L柴油,車主的接受度如何那就不好說了。

為什麼冬天電池那麼不耐用?

總結來說,低溫下的容量衰減就是鋰電池的天生缺陷,哪怕進化到了固態電池,都是無解的的,這就跟人類天生不如海豹抗寒是一個道理。我們現在只能去努力緩解衰減,但是想要根治就別想了。從這一點來看,在清潔能源的發展史上,鋰電池肯定也只是目前比較合適的過渡手段,如果哪一天可控核聚變可以實現商用,那我們誰還會用這又笨又重的鋰電池呢?

為什麼冬天電池那麼不耐用?