雙向逆變充放電？

車展的時(shí)候，有個(gè)同事去參觀BYD的展臺(tái)，回來傳了一道消息，還讓負(fù)責(zé)電池的同事給我打電話，詢問雙向逆變充放電技術(shù)。有時(shí)候我真受不了這種炒作公 司，你妹的，充電方面的內(nèi)容，未來都是作為OEM廠家一起制定標(biāo)準(zhǔn)開放的內(nèi)容，是需要Grid和OEM一起努力推進(jìn)的，你丫一家搞個(gè)破接口，用什么協(xié)議給 電網(wǎng)灌能量阿!出來忽悠也不搞專業(yè)一點(diǎn)……

首先我得說明，我參加的充電會(huì)議，大概能跟上目前的充電通信標(biāo)準(zhǔn)(ISO 15118)的情況。

ISO 15118 > Road vehicles – Communication protocol between electric vehicles and grid

ISO 15118-1 > Part 1: Definitions and use-cases

ISO 15118-2 > Part 2: Sequence diagrams and communication layers

ISO 15118-3 > Part 3: PLC Technology and Timings

更何況，對(duì)于分布式電源所造成的諧波方面的內(nèi)容，其實(shí)想要做好一個(gè)相對(duì)電能質(zhì)量符合要求的大功率逆變器，豐田工業(yè)搞的那個(gè)死貴的1.5KW的玩意就不劃算了。

SAE Power Quality Standards,- J2894 Part 1 –Target parameters –in draft

SAE Power Quality Standards,- J2894 Part 2 –Testing Procedures – pending

更何況電池的壽命其實(shí)受的制約挺大的，這方面略有些學(xué)習(xí)，

我在腦補(bǔ)一些電池方面的知識(shí)，看到有篇文章《動(dòng)力電池失效模式綜述》是不錯(cuò)的，在上面做一些補(bǔ)充。這里首先單列出容量損失的原因。你了解電池越多，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，采用鋰離子電池不學(xué)點(diǎn)電化學(xué)和工藝常識(shí)，是沒辦法深入了解和做好電池系統(tǒng)的。

1.介面膜的形成

“由于鋰離子或電解液與電極之間的不可逆反應(yīng),在負(fù)極與電解液界面處會(huì)形成固態(tài)電解液界面層(SEI) 。由于形成這種鈍化膜而損失的鋰離子將導(dǎo)致兩極間容量平衡的改變,在最初的幾次循環(huán)中就會(huì)使電池的容量下降。”

我開始去看這個(gè)SEI的東西，確實(shí)有些不解，慢慢看了一些材料，才略有點(diǎn)了解。經(jīng)典的文章，可以看這篇《A reiview of the features and analyses of the solid electrolyte interphase in Li-ion batteries》，Battery performance, irreversible charge “loss”, rate capability, cyclability, exfoliation of graphite and safety are highly dependent on the quality of the SEI。

2.正極材料的相變化

鋰離子電池中的相變有兩類：一是鋰離子正常脫嵌時(shí)電極材料發(fā)生的相變;二是過充電或過放電時(shí)電極材料發(fā)生的相變。

對(duì)于第一類相變，一般認(rèn)為鋰離子的正常脫嵌反應(yīng)總是伴隨著宿主結(jié)構(gòu)摩爾體積的變化，同時(shí)在材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而引起宿主晶格發(fā)生變化，這些變化減少了顆粒間以及顆粒與電極間的電化學(xué)接觸。

第二類相變是Jahn-Teller效應(yīng)。Jahn-Teller效應(yīng)是指由于鋰離子的反復(fù)嵌入與脫嵌引起結(jié)構(gòu)的膨脹與收縮，導(dǎo)致氧八面體偏離球?qū)ΨQ性并成為變形的八面體構(gòu)型。由于Jahn-Teller效應(yīng)所導(dǎo)致的尖晶石結(jié)構(gòu)不可逆轉(zhuǎn)變，也是LiMn2O4容量衰減的主要原因之一。在深度放電時(shí)，Mn的平均化合價(jià)低于3.5V，尖晶石的結(jié)構(gòu)由立方晶相向四方晶相轉(zhuǎn)變。四方晶相對(duì)稱性低且無序性強(qiáng)，使鋰離子的脫嵌可逆程度降低，表現(xiàn)為正極材料可逆容量的衰減。

3.電解液的還原

鋰離子電池中常用的電解液主要包括由各種有機(jī)碳酸酯(如PC、EC、DMC、DEC 等)的混合物組成的溶劑以及由鋰鹽(如LiPF6 、LiClO4 、LiAsF6 等)組成的電解質(zhì)。在充電的條件下,電解液對(duì)含碳電極具有不穩(wěn)定性,故會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。電解液還原消耗了電解質(zhì)及其溶劑,對(duì)電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響,由此產(chǎn)生的氣體會(huì)增加電池的內(nèi)部壓力,對(duì)系統(tǒng)的安全造成威脅。

以上兩個(gè)算是同時(shí)影響Cycle Life的，第2項(xiàng)可能更為直接一些。10年以后的技術(shù)，還得看著電池的性能和壽命提高看，都能拿出來在車展上操作，實(shí)在無法去想象。