北京交通大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常使用快充會導(dǎo)致動力電池壽命嚴(yán)重縮短。儲能電池在實(shí)際應(yīng)用中也會存在同樣問題。

2018年中國新能源汽車銷售量首次突破120萬輛，中國也連續(xù)多年蟬聯(lián)世界最大新能源汽車市場這一桂冠。電動汽車安全、環(huán)保，是解決日益突出的環(huán)境問題的最佳選擇，但是目前電動汽車在使用的過程中仍然存在充電速度慢的問題，這也極大的影響了電動汽車的使用體驗(yàn)。

我們以目前市面上常見的電動汽車為例，一般慢充需要6-8小時充滿，普通消費(fèi)者作為上下班通勤使用或許沒有太大的問題，但是對于一些營運(yùn)車輛，如出租車和物流車等，這么長的充電時間就完全無法接受了。為了解決這一矛盾，電動汽車通常設(shè)置了快充功能，簡單的說就是通過高電壓、大電流在短時間內(nèi)為車輛充入大部分電量，常規(guī)的快充設(shè)置一般是45min充電80%以上，這在一定程度上解決了充電速度慢的問題。但是在小編看來這樣的快充無異于飲鴆止渴，因?yàn)槟壳暗膭恿﹄姵孬@得更高的補(bǔ)貼，能量密度都做的很高，往往難以兼顧快充能力，因此采用大電流充電時會導(dǎo)致電池的壽命衰降速度大大加速，使用壽命顯著的縮短。

北京交通大學(xué)的Yang Gao等人【1】研究就發(fā)現(xiàn)，充電速度對于鋰離子電池的循環(huán)壽命有著顯著的影響，例如在0.5C倍率（2小時充滿）充電時，在前150次循環(huán)，電池的容量衰降速度為0.02%/次，150-800次循環(huán)，衰降速度為0.0156%/次，800次循環(huán)以后的衰降速度為0.0214%/次，但是如果我們將充電速度提高至1.5C倍率（40分鐘充滿）后，則電池的容量衰降會顯著的加速，達(dá)到0.078%/次，電池的容量衰降速度是0.5C倍率充電的4倍左右。這也就意味著經(jīng)常使用快充會導(dǎo)致動力電池的壽命嚴(yán)重縮短，可能2到3年就需要對原本壽命長達(dá)10年的動力電池進(jìn)行更換，我們以某品牌的微型電動車為例，補(bǔ)貼后整車售價(jià)在5萬元左右，但是更換電池包卻需要近6萬元，因此頻繁使用快充會大幅增加電動汽車的使用成本。

快充導(dǎo)致鋰離子電池壽命衰降加速的原因主要來自負(fù)極，鋰離子電池充電的過程中Li+從正極脫出嵌入到負(fù)極，但是Li+在石墨負(fù)極內(nèi)部擴(kuò)散速度較慢，這就相當(dāng)于負(fù)極有一個門，每分鐘只能過20個人，但是我們在使用快充的時候每分鐘會有100個人跑到負(fù)極，但是只有20個人能夠進(jìn)入到負(fù)極內(nèi)部，其他的人就只能堆積的負(fù)極外部，導(dǎo)致負(fù)極表面的Li濃度要明顯高于負(fù)極底部【3】，負(fù)極表面Li濃度過高會降低負(fù)極表面的電勢，從而加劇SEI膜的生長，導(dǎo)致電池內(nèi)阻的增加。同時快充會在鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量，常規(guī)的表面散熱技術(shù)會導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度梯度【4】，過高的溫度會破壞負(fù)極的粘接性能，從而導(dǎo)致負(fù)極活性物質(zhì)的脫落【2】，從而導(dǎo)致電池可逆容量的損失。因此，快充不僅僅會導(dǎo)致動力電池可逆容量的快速衰降，還會引起電池內(nèi)阻的增加，從而導(dǎo)致動力電池的性能劣化，嚴(yán)重影響動力電池的使用壽命。

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相比之下，“換電”技術(shù)是解決動力電池充電速度慢更好的方式。顧名思義，所謂“換電”技術(shù)就是在動力電池儲存的電能消耗殆盡時，為電動汽車更換一組已經(jīng)充滿電的電池組，從而實(shí)現(xiàn)電動汽車瞬間滿血復(fù)活。而更換下來的動力電池包，可以通過專用設(shè)備進(jìn)行小電流充電（即慢充），這不僅避免了快充對動力電池性能的損害，最大限度的提升了動力電池的使用壽命，還避免了動力電池壽命衰降后，電動汽車貶值的問題，對于電動汽車的推廣應(yīng)用具有重大的意義，尤其是營運(yùn)類車輛，如出租車、網(wǎng)約車、物流車等，在有限的營運(yùn)時間內(nèi)，效率就是金錢，因?yàn)椴挥贸潆姸∠聛淼臅r間，可以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，對司機(jī)群體也是大大利好。

冬季電動車能效降低一直是司機(jī)們言之不盡的痛點(diǎn)，低溫環(huán)境導(dǎo)致電池性能衰減，充電效率低，續(xù)航里程縮水，暖風(fēng)加速電池消耗，平時每天充1-2次電的出租車，在冬季則可能需要充3-5次電，如果不考慮電池?fù)p耗，每次都選擇快充，每天需要3-5小時充電，而如果選擇換電，相當(dāng)于每天增加3-5小時的營運(yùn)時間，這也就解釋了為什么最近出租車爭相到換電站排隊(duì)入網(wǎng)。

“換電”其實(shí)并不新奇，早在10年前，以色列的BetterPlace就已經(jīng)提出過換電模式，其創(chuàng)始人非常有遠(yuǎn)見，只是它的商業(yè)模式選錯了道路，以私家車為市場列入點(diǎn)進(jìn)行推廣。近年來，中國換電領(lǐng)域冒出一顆新星“奧動新能源”，它的理念跟Better Place相仿，但奧動的商業(yè)觸覺更加敏銳，他們并非從私家車市場入手，而是從營運(yùn)車輛開始，充分符合國情國策的要求，也能夠?qū)崒?shí)在在的解決營運(yùn)車輛電動化運(yùn)營的痛點(diǎn)。

筆者親自到站點(diǎn)考察并計(jì)時，一輛出租車從進(jìn)入換電站到更換完電池包的時間僅為2分46s，效率秒殺慢充快充，甚至能夠與燃油車的加油時間相媲美，據(jù)站點(diǎn)服務(wù)人員介紹，奧動新能源預(yù)計(jì)在19年下半年進(jìn)行技術(shù)迭代，換電效率將會再一步提升。

筆者從公開數(shù)據(jù)了解到，奧動換電技術(shù)已經(jīng)在北京、廈門和廣州等地的新能源出租車市場成功運(yùn)營超過2年時間，累計(jì)換電次數(shù)近150萬次，總里程已經(jīng)超過2億公里，單車最長運(yùn)營里程也超50萬公里，重點(diǎn)是一直以來安全無事故。在出租車領(lǐng)域的大規(guī)模換電應(yīng)用充分驗(yàn)證了換電技術(shù)的安全和可靠。

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標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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或許是看到了出租車領(lǐng)域成功的換電運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，新能源網(wǎng)約車、物流車也覺察到換電模式的好處。換電可以最大限度提高新能源車的運(yùn)營效率，直接提升經(jīng)濟(jì)效益，而且換下來的電池可以實(shí)時監(jiān)測效能，慢充也可延長動力電池的使用壽命，降低營運(yùn)車的維護(hù)保養(yǎng)成本，這種模式，無論對于新能源出租車、網(wǎng)約車、還是物流車，都具有極大吸引力。相比之下，快充會對動力電池的使用壽命造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，造成新能源車輛使用和運(yùn)營成本的升高，因此，至少在新能源營運(yùn)車領(lǐng)域，“換電”模式更加具有潛力。