[汽車之家 技術(shù)]  近年來，中國的電動車市場可謂是日新月異，市場上高續(xù)航里程、極快加速和快充的電動車層出不窮,。但與此同時，聳人聽聞的電池自燃起火視頻也時常引爆網(wǎng)絡(luò),。在這個背景下，一些“無良”車企巧借進(jìn)店保養(yǎng)的機(jī)會悄悄“升級”了車輛的電池管理軟件,，改變車的電池工作特性,。細(xì)心的車主事后會發(fā)現(xiàn)續(xù)航里程出現(xiàn)巨大的縮水。這其中到底蘊(yùn)含著怎樣的邏輯,？本文通過對鋰電池的特性介紹,，為大家梳理這其中的技術(shù)邏輯。

嬌貴的鋰離子電池的四個“受不了”

①次次用到底受不了

　　在很多“上個時代”的人印象中,，用手機(jī)就該用到徹底沒電,。然后再充滿。否則電池會有“記憶效應(yīng)”,，電量越用越少,。這其實(shí)是錯誤的概念。因?yàn)樵缒觊g的鎳鎘電池或鎳氫電池有這個問題�,，F(xiàn)在電動車中常見的鋰離子電池并不存在這個問題,。

　　 鋰離子電池的壽命，即可充電次數(shù),，不是一個定量,，而是和放電深度有關(guān)�,？沙潆姶螖�(shù) x放電深度＝總充電周期完成次數(shù),。總充電周期完成次數(shù)越高,，代表電池的壽命越高,。所以如果有機(jī)會充電，車企是鼓勵消費(fèi)者盡量充電的,。但如果管不了車主們充電,，就只能限制車的用電,。“無良”車企因此直接通過升級軟件將電量下限“鎖定”到一個比較高的值,，比如10%,，即可簡單粗暴地通過降低放電深度來延長電池壽命。

②充太多或充太快受不了

　　就像人既不能餓著又不能撐著,，鋰離子電池的過充（overcharge）也會帶來問題,。它會導(dǎo)致正極活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不可逆變化及電解液的分解。同時過充還會產(chǎn)生大量氣體,，放出大量的熱（見下圖紅線右邊的峰）,，極其容易發(fā)生爆炸，有安全隱患,。因此要避免對電池產(chǎn)生過充,。因此從保證安全的角度，車企會通過軟件升級“鎖定”一個電池充電的上限,，比如90%,，削減了可用容量。

　　 另外,，鋰離子電池還受不了狼吞虎咽——大的充電和放電電流都會導(dǎo)致鋰離子的快速移動,，過大的充電電流讓鋰離子快速脫離晶格，會對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成沖擊,，想要快速嵌入陽極,，擴(kuò)散速率跟不上，則會出現(xiàn)鋰單質(zhì)在陽極表面沉積,；過大的放電電流會讓大量鋰離子短時間通過SEI膜,，可能造成膜層結(jié)構(gòu)的大規(guī)模破損。所以過大的電流會讓電池快速老化,。

③過熱或過冷環(huán)境受不了

　　我們生活的地球并不都是四季如春,，冬天的嚴(yán)寒和夏天熱浪對人的威脅同樣會波及到鋰電池。低溫時,，電解質(zhì)移動的相當(dāng)慢,，從而影響鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移活性，導(dǎo)致電池充放電性能下降,。充電過程中,，負(fù)極的電化學(xué)極化明顯加劇，析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶,，穿破隔膜并導(dǎo)致正負(fù)極短路,。

　　過熱的環(huán)境會讓正極材料發(fā)生分解，無論是磷酸鐵鋰還是三元鋰（比如錳酸鋰）,，而其中磷酸鐵鋰比錳酸鋰稍好一些,，但分解現(xiàn)象仍在,。溶解現(xiàn)象會造成材料結(jié)構(gòu)的變化和晶格的破壞，一方面導(dǎo)致高電壓區(qū)充電容量的減少,，另一方面造成活性物質(zhì)間接觸阻抗增大,，鋰離子遷移速率降低，最終導(dǎo)致電池失效,。這里說的高溫通常在60℃以上,。考慮到電池在運(yùn)行期間會放熱,，這個溫度在夏天是比較容易出現(xiàn)的,。

④長時間滿電、無電受不了

　　不是每個電動車車主每天都開自己的車,，遇到出差,、旅游或疫情封城可能就不會動車。此時長期維持過高或過低的電量狀態(tài)的鋰電池也會“折壽”,。長期處于無電量或低電量狀態(tài)時,，鋰電池內(nèi)部的電子移動所受到的阻力會增加，導(dǎo)致電池容量減小,。而當(dāng)電池一直處于滿電狀態(tài),，大量鋰離子插入負(fù)極石墨,，處于不穩(wěn)定載體上,，鋰離子更容易脫落游離在電解液中，使電池容量降低,。

　　鋰電池最好是處于電量的中間狀態(tài),，電池壽命最長。通常情況下,，維持10％－90％的電量有利于保護(hù)電池,。

“騙人”的電量顯示

　　就像速度表其實(shí)永遠(yuǎn)會顯示比車速快的值，我們在車內(nèi)看到的電量（SOC）也不是實(shí)際的SOC,，而是已經(jīng)被核算為可用的電量部分,。換句話說，即使到0%,，電池依舊是有電的,。

　　近年來特斯拉等車企已經(jīng)培養(yǎng)了一大批消費(fèi)者去習(xí)慣于用OTA更新的方式“升級”自己的車。因此車企也開始習(xí)慣于“悄悄地”用這種方式來改善電動車電池的管理策略,。車從一個售出即完成的硬件產(chǎn)品變成了一個需要在整個使用周期不斷維護(hù)完善的動態(tài)的軟件產(chǎn)品,。因此，無論是否接受,，OTA升級改變已售出車的特性這件事是一個目前汽車業(yè)的大趨勢,。

　　 不過這并不是意味著用戶應(yīng)該聽任車企的操縱，讓自己的車被改動,。OTA升級的規(guī)則需要被規(guī)范,，而在電量變少這件事上,，特斯拉就有一個先例，并在今年得到了敗訴的判決,。通過這個案例我們可以大致看到這個領(lǐng)域內(nèi)法律推崇的界限在哪里,，這也給中國的類似新的案例一些啟發(fā)。

敗訴：OTA升級后里程驟降的特斯拉Model S和Model X

　　2019年,，特斯拉通過OTA升級軟件,，為當(dāng)時正在服役的Model S和Model X提供了“能夠延長電池壽命”的軟件補(bǔ)丁。而用戶發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象是減少了續(xù)航里程,。原告David Rasmussen發(fā)現(xiàn)自己的2014款Model S 85在OTA之后損失了8千瓦時可用電量,，特斯拉稱這是正常的損耗。

　　這個軟件升級之前,，一臺特斯拉Model S(參數(shù)|詢價)在香港發(fā)生火災(zāi),，特斯拉認(rèn)為需要為Model S和X改進(jìn)充電和熱管理的設(shè)定，進(jìn)而起到保護(hù)電池,、延長壽命的目的,。

　　2021年7月29日，特斯拉在美國的集體訴訟中初步達(dá)成和解,，將對1743臺特斯拉Model S的車主每人賠償625美元罰款,，并被要求提供電池診斷和提示，在質(zhì)保期內(nèi)按需提供電池維修服務(wù),。本案特斯拉合計(jì)賠款150萬美元,，其中包括41萬的原告方律師費(fèi)。

高鎳鋰電池的流行和隱憂：鎳鈷錳811和鎳鈷鋁

　　此次鎖定電量事件中的主角廣汽豐田iA5,、廣汽埃安AION LX和威馬EX5都不約而同的采用的是寧德時代公司生產(chǎn)的811電池芯,。所謂811，指的是正極材料配方為鎳鈷錳（NCM）三元材料的鋰離子電池,，其中鎳鈷錳三個元素的占比8:1:1,。該配方在近年來的電動車電池技術(shù)中頗為流行。而另一個流行的配方是特斯拉-松下采用的鎳鈷鋁（NCA）,。我國電動車補(bǔ)貼是鼓勵高里程電動車的,，這二者都具有能量密度相對高的特點(diǎn)，也正因如此,，二者在中國的電動車市場近年來取得了較大的市場占有率,。

　　但隨之而來的兩種配方的缺點(diǎn)也十分明顯——他們更容易出現(xiàn)熱失控。

　　從上圖可以看出，隨著鎳元素的增長,，發(fā)熱量激增的溫度越來越低,，換句話說，熱失控風(fēng)險越來越提前,。

　　 上圖將鎳鈷鋁NCA也納入了對比,，它展現(xiàn)了比鎳鈷錳811更高的電量和更差的穩(wěn)定性。不能只見賊吃肉,，不見賊挨揍,。這兩種電池拿的補(bǔ)貼多，著的火也多,，車企為了保證電池壽命,、降低安全風(fēng)險，也更傾向于在此類電池的充放電SOC范圍上做更多的限制,，即“電量鎖定”,。從這個角度看，廣汽埃安等公司的此類行為也就不難理解了,。

結(jié)論：理性用車,，合理維權(quán)

　　在這個時代的中國，有電動車開是幸福的,。中國作為最大的電動汽車消費(fèi)國和生產(chǎn)國,，已經(jīng)激活了市場。產(chǎn)品選擇多,，價格低,，技術(shù)領(lǐng)先，消費(fèi)者已經(jīng)享受到了世界級的先進(jìn)電動車產(chǎn)品,。但很顯然,，現(xiàn)有的產(chǎn)品依舊還沒到完全成熟的階段,。因此我們本著科學(xué)理性的態(tài)度,，在了解鋰電池的局限性后，以更合理的方式用車,，減少出事的風(fēng)險,。同時出了事也別急，有特斯拉的判例在先,，用合理手段維權(quán)也是車主的應(yīng)有權(quán)利,。（本文作者：特約撰稿人羅新雨 編輯：楊鵬）

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