电池充电究竟是咋回事！

5月14日

某知名电动车品牌又自燃了

还是熟悉车型

还是熟悉的方式

现在消费者提起电动车

首先想到的就是起火

此时又有人说

这个地球上燃油车自燃的概率和数量

远超电动车

油车自燃的新闻也是数不胜数

为何我们总是盯着电动车不放呢？

举个例子

2003年非典死亡人数只有不到200人

当年全国上下的恐慌至今依旧历历在目

2003年因感冒死亡人数数以万计

但是从来没有听过谁因为感冒而害怕

为何会这样

因为非典无药可治

这就像是油车着火

目前根据消防总局给出的相关数据

90%以上的燃油车自燃

我们都能清楚地查到原因

并且消防员也懂得如何合理灭火

但是电动车的电池热失控起火的规律

至今我们还不能完全掌控

而目前已经公布的电动车起火案例中

超过70%与充电有关联

今天我们就给大家盘一盘

锂电池充电的那些事儿

在介绍充电之前

首先给大家简单介绍一下锂电池的结构

锂电池主要有

正极、负极、隔膜、电解液组成

锂离子嵌在正极材料的层状结构中

开始充电后，正极材料失去电子

锂离子从正极材料中脱离

锂离子通过电解液和隔膜，到达负极的石墨

锂离子嵌入石墨层中

形成相对稳定的嵌锂石墨

这就好比是我们下班坐地铁

坐地铁的人就是锂离子

我们想回家休息的动力就好比外接电流

地铁站台是正极，地铁里面是负极

我们排队上地铁的过程

就像是一次充电的过程

目前主流的电动车

一般都有两个充电口

交流慢充和直流快充

而电动车充电起火的事件

绝大多数都与直流快充有关

这就又要讲回锂电池原理

锂电池的充电

是锂离子从正极流向负极的过程

给予锂离子力量的是电源的电流

电流越大、给予锂离子的推力就越强

如果说慢充是有个人慢慢带着锂离子去负极

那么直流快充就是强行把锂离子推到负极

就像坐地铁

交流慢充好比大家不赶时间

有序上车，一次也就上三四个人

但是直流快充则是北上广的高峰

一趟车能塞多少塞多少

锂离子到了负极充电过程还没结束

负极的石墨是一个疏松的孔状结构

锂离子来到负极以后

就进入到了石墨一个个的小孔之中

形成稳定的嵌锂石墨

1、电流太大会让电池短路

锂离子进入石墨内部也是需要时间的

大电流快充将石墨推到了负极

很多锂离子还在外面排队

后面就又有锂离子过来了

从正极跑过来的速度远比进石墨内部速度快

锂离子就在负极表面形成了一条长队

学名“锂枝晶”，如果锂枝晶太长

就会把正负极的中间的隔膜刺穿

整个电池内部就乱套了（短路）

此时电池内部就开始剧烈放热

随着电池壳体的融化或破裂

暴露在空气下就会直接让电解质溶液燃烧

特斯拉电池自燃的原因

很有可能与锂枝晶有关

但是至今特斯拉也没有做出回应

这就好比地铁门口排队的队伍太长

人太多导致进地铁刷卡的闸机都被挤坏了

整个地铁站就无法运营了

2、电流过大对电池容量也有损害

电流过大，不仅会使得负极生长锂枝晶

还会对进入石墨负极的锂离子造成损伤

如果电流过大

还会让没完全嵌入石墨的锂离子

直接被后面的锂离子“挤死”

此时锂离子就失去了活性

下一次放电的过程这个锂离子也就没了动静

这个更好理解----

就像是上地铁时发生了踩踏事件

把地铁里面的人挤伤

再让地铁里面的人活蹦乱跳地下车

也是不可能了

我们讲了那么多直流快充的问题

那有人问我们不提升电流

改成提高电压可行吗

将电压升高

就像是上下车的“地铁门”大小扩大一倍

锂离子“上车”的速度就比以前更快了

因此高压快充可以保证电流不变

充电速度进一步提升

目前保时捷就在研究800V的高压快充

首款纯电车型Taycan就会适配

但是由于电压过高会有触电危险

国内对800V以上的操作要求有专业的操作证

因此高压快充也面临电安全和法规的诸多要求

从目前锂电池的特性来看

不管厂家如何包装自己

大家记住两点重要因素就好

第一点

充电电流越大、充电速度越快

但是电流越大

对电池的容量损害越大

对电池的充电安全性挑战越大

第二点

不管是电池厂还是汽车厂

都是不如燃油车起火经验丰富的

在电池充电安全性上

我们还有很长的路要走