2025年05月17日 19:45:51 来源:广州智维电子科技有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:22
电动汽车电池的平均使用寿命约为8年,续航里程约16万公里,电动汽车制造商通常以此为依据制定电池的保修期。但实际上,电动汽车电池的生命周期远远超出电动汽车制造商提供的保修期。
在被用于汽车之前,用于其他领域的大容量电池就已经诞生了,汽车电池的使用寿命到期后仍然可以延续使用很多年。本文将介绍电动汽车电池的完整生命周期。
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电动汽车电池的生产需要从地球上开采矿物,产量最多的材料之一,是从地下开采或是从盐湖中提取的锂。锂离子在电池的两极之间移动传输能量,电能以此产生。
和锂一样,镍也被开采出来用作锂离子电池的正极,它能提供更高的能量密度和更大的存储容量,只有镍含量足够高的物质才能用作电池原料。
钴也是电动汽车电池生产的原料之一,钴用于当电池内部能量在两个电极之间传递时稳定正极。钴的开采方法存在争议,但钴原料通常需要经过加工后才能用于生产电池。
除上述材料,电池制造还需要其他如锰、铁、铝和石墨之类的原料。
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原料齐全后将进入电池组装阶段。需要将电池模组连接在一起组装成电池包,实现高容量储能。每个电池模组由圆柱状的单个电池组装而成,看起来和我们日常使用的AA电池类似。电池本质上是由阳极、阴极、隔膜材料和电解质组成,但其精度对生产而言至关重要。
通常会组装不同电池组以适应不同的使用需求,电池模组被连接起来后,制造监测系统将密切检测其状态和充电能力。一旦电池组装状况良好,就会被安装在电动汽车上进行使用了。
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电池接入电动汽车使用时,会与驱动车轮的发动机相连,与汽车控制模块集成在一起。当车主使用汽车电气功能或踩下加速踏板时,控制模块会将存储的能量导流到系统中。SCR可控硅整流器实现的功能类似节流阀,它根据使用需求向发动机输送不同程度的电力,避免电量过快耗尽以及发动机的过度使用。
一般来说,电动汽车电池的使用寿命远超8年或16万公里的保修期,一些电池在温和气候下使用时间甚至可达12至15年,而在气候下,这些使用时长可能只有12年。电动汽车电池在明显退化前的可用寿命是由它的充电周期数决定的。大多数锂离子电池可以完成1500至2000次完整的充电循环,完整的充电循环是一次完整的充放电过程,即电量下降到0%,再充电到99%。
由于电动汽车有适当的保护措施,用于防止电池组处于放电和满电的状况,因此预期的充电次数远超于实际充电循环的次数。加上电动汽车技术还相对稚嫩,在电池保养得当的情况下,很难精确计算出电动汽车电池的使用寿命。
当电池衰减到续航里程降低到预期里程的30%左右时,电池就需要更换了。由于电池成本,目前每千瓦时约为1500元,更换电池让汽车得以继续使用是不现实的。无论是更换电池还是将汽车报废,都意味着其作为电动汽车电池的使用结束了,但这不是它生命周期的终点。
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电池包在车辆中长时间使用直至最终停止使用后,通常会二次使用。它们存储的能量仍然足以在其他领域中使用,而不会失去使用价值。
尽管容量比原来低,电池可以翻新后投入使用,以确保运行平稳。在某些情况下,根据集成情况,电池可能还有5到8年的使用时间。一种选择是将电动汽车电池用作停电时的备用电池。例如在德国吕嫩市,将1000个宝马i3电池包(含12MW的电量)作为备用电源。另一种较小的用途如太阳能小屋,它让容量较小的电池得到充分使用。
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电池报废后,回收电池并收回其原材料。为了防止电池种有毒、易燃的成分泄漏后会污染环境,的企业都在积极开展回收电动汽车电池的活动,像锂、钴和镍这样的材料可以回收并再次用于制造新电池,既能保护环境又提高了资源的利用率。
回收时需要分解电池,和制造的过程相反,电池包先被分成多个模组,模组再分成单独的电池,然后剥离电池材料。材料回收是一个耗时的过程,为获得更高的回收率,通常需要手工处理以获取大约80%的理想材料。其他处理程序如燃烧或溶酸处理可以加快处理过程,但会导致回收率较低。
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电动汽车电池生产在未来数年内会有重大的改进。届时,成本更低的原料将简化采购流程,电池生产将变得更快、成本更低。随着更多的研究和新技术进入市场,电动汽车电池的使用寿命可能会比现在更长;电池二次使用和更好的回收技术会促进电动汽车成为真正绿色出行的选择。