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大家好，我是电动车公社的社长。
电池衰减一直是个困扰很多车主的问题。最近好多车主也频繁留言后台，说想要看看如何充电能够减少电池的损耗。那么今天问题的答案可就来了！ 自从SONY在1991年推出了首个商用的锂电池，在20年间几乎取代了早期的镍电池，成为了主流电子设备甚至电动汽车的供电来源。
就如同各个电池的名字一样，各种电池的特性也都不太一样。 比如之前手机上广泛采用的镍镉电池，相信大家都有类似的经历：你妈妈一定会告诉你，手机买回来以后先用到自然关机，再充电充一整晚，直到把手机充得满满。
如此往复，两三个循环，手机电池才能够耐用。在日后的使用过程中也要尽量把电池用光后，再充电。 这样复杂的操作也恰恰是因为镍镉电池的特性，也可以说是镍镉电池的缺点，那就是“记忆效应”。
记忆效应，简单讲就是镍铬电池的记忆就像是金鱼，只有七秒的记忆。如果长久的使用过程中，电池的电量都没有完全放尽，它就忘记了自己最多能拥有多少电量，转而记住没放尽的电量值。 换句话说，如果镍镉电池每次你都用到50%就充电，长此以往，你的电池容量就变成原来的50%了。 那时候，我们为了迁就电池，也改变了我们的充电习惯，记得社长的第一部诺基亚，为了保证电池的充电时间不会过长而损伤电池，我还设定过凌晨的闹钟就为了拔掉插头。
后来因为镉的毒性实在不利于生态环境的保护，以及繁琐的充电过程，也渐渐被时代抛弃掉了。 说起锂电池，它发展如此迅猛的原因之一就是它有着很高的能量密度，在容量相同的条件下，它的体积仅仅是镍镉电池的20%-30%。这也一定程度上推动了电子产品的发展，也是因为电池体积的缩小使得更多的设想得以落地，让电子设备能真正地随身携带。
在汽车上，近两年也因为电池技术的突飞猛进，续航里程也从13年不到200km的水平提升到了现在的700、800km的水平。 另外，锂电池的寿命也算是长久，主流的锂离子电池的充放电周期一般都可以达到上千次。 那锂离子电池就十全十美了？ 当然不是，即使锂离子电池的寿命相对较长，但是电池的衰减也一直在不可避免地进行着。 大家不妨拿出自己的手机，设置-电池-电池健康看看自己手机电池的最大容量还剩多少，反正社长的手机是要撑不住了。
这样一个小小的手机电池都有会损耗，那就更别提作为给车底那块给大大小小用电设备供电，运行工况又相对恶劣的电池包了。 那锂电池的特性是什么？衰减又是怎么发生的呢？ 我们还是从锂电池的充放电原理说起： 锂电池的工作原理简单来说就是锂离子在正负极间的相互运输。
锂电池的正极材料，一般由锂的化合物构成，充电过程中，正极释放出的锂离子会通过电解液，穿过半透的绝缘膜，到达负极材料（一般为石墨材质），这样一来由于电势的不平衡，外电路就会产生电流。 再简单点说，整个的充电过程就是可用活性的锂离子从锂的化合物中脱离，也叫“脱锂”。 同理，在负极发生的就是“嵌锂”反应。 反之，放电过程就是在正极嵌锂，负极脱锂。
锂离子会伴随着我们每次的充放电，勤劳地游走在电解液和正负极材料中间。时间久了，次数多了，就很难保证所有的锂离子都是富有活性的。当一些锂离子觉得跑不动了的时候，我们电池的容量就会发生衰减。 所以，只要充放电过程在进行，锂电池的衰减就是一定会发生的。
此外，就拿一般作为锂离子电池负极材料的石墨来讲，从高中化学关于石墨晶体的知识，可以知道石墨的原子结构是由SP2的碳原子形成类似苯环的平面层级结构。 虽说碳原子具有接近完美的球形结构，其本身也非常稳定，但是由于石墨这些层级结构之间是靠电子对形成的大Π键来连接的。随着时间的推移，碳原子的结构天长日久也会发生坍塌，裂缝的现象。
长时间的使用后，石墨负极极片上还会产生由未完全嵌锂的锂的化合物形成的黑斑，严重的话在黑斑中心还会出现明显的剥离现象。 出现这种情况就说明石墨结构遭到了破坏，这样一来，锂离子可就不能随心所欲地在负极材料上嵌入脱出了。
另外，在负极极片上形成锂的化合物的过程也会消耗掉一些活性的锂离子。电池的容量甚至耐用性都会因此而发生比较大的衰减。 所以综合看下来，锂电池的衰减，主要问题就在于可用活性锂离子的数量以及正负极材料的活性上。
既然原理都弄懂了，那如果想保护电池，那就从活性锂离子的数量和正负极材料的耐久性这两个方面入手。 由于我们普通消费者一般是没办法参与到车辆电池的研发当中的，所以关于电池电解液和正负极材料，无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池，买来就不会改变。 我们能做的似乎就只有顺应锂电池的脾气，尽可能多地保护一下活性的锂离子了。
锂电池最敏感的就是温度，最适宜锂电池工作的温度就是20℃-40℃。虽然绝大多数电动车都有温控系统来保证电池包工作在最适宜的温度，但是如果电池长期在北方这种零度以下的条件下工作，温控系统的作用，就几乎可以忽略不计了。
因为在低温的状态下，会影响到电解液的性能，举个例子，如果把这些活性的锂离子比作正在游泳的运动员，电解液比作泳池中的水，那如果水的温度很低，甚至结成了冰，那运动员几乎就没办法继续游泳了。
另外在低温状况下，化学离子定向迁移的阻抗也会增加，导致电池内部的电阻增大。这样一来，无论是充电还是放电，阻力都会变大，还是拿游泳的例子来说，阻抗大就相当于逆流游泳，在这个过程中，一些活性的锂离子也会损失掉。 这也就解释了为什么锂电池在冬季的续航表现会大打折扣。
但是外界温度也是我们用车过程中很难把控的因素，因为很多车主即使在寒冷的冬季，还是需要电动车作为自己的代步工具。 那作为车主，我们能做的到底有什么呢？ 第一就是尽量多使用慢充充电桩来充电，因为当使用功率很大的快充桩时，接入的电流就会变得很大，这个时候所有的锂离子的运动都会加快。
虽然锂离子的嵌入和脱出都变快了，但是问题在于，这时锂离子们会变得比较活泼，这时一些锂离子就比较容易与负极材料产生化合反应，产生碳锂化合物，也就是前面提到的“黑斑”，这样一来，一些活性的锂离子就会减少。
当然，这种“快充加快电池衰减”情况都是相对而言的，就拿一台在美国服役了5年的特斯拉专车为例，在其23.5万公里里程，1000多次充电循环的状态下，电池容量还有接近90%。 所以电池的衰减，也没有那么可怕。
即使每天都快充个2、3次，一年下来，相比较正常充电的状态也不过多损耗5%左右。 所以快充带来的损耗，社长觉得也大可不必担心，只不过是有条件的情况还是多使用慢充就好。 第二点就是要避免过充或者过放，因为当电池完全充满时，内部的个别电芯的峰值电压有可能会超过其额定电压，对阳极材料造成伤害。
好在过度充电的问题，充电桩和车辆的软件系统已经帮我们解决了。因为市面上绝大多数的充电桩都是经过国家标准检验的，都具备充满后自动断电的功能。 另外很多车型也都具备充电设置的功能，即充电至90%时自动断开。所以关于过度充电，我们也不必担心。 所以需要我们为保养电池做到的改变，其实就剩下了最后一点，那就是避免将电量全部放空。
这是因为过度放电将会导致负极的石墨材质过度释放锂离子，这样一来就会加速石墨的微观层级结构发生坍塌。 之前说过负极的石墨结构是锂离子嵌入脱出的“基地”，那可想而知，基地坍塌了，锂离子可就没地方储存了，带来的直接影响就是电池容量的下降。 所以最好将电量能够控制在10%-90%这个区间，这样一来，就非常符合锂电池的性格了，因为浅充浅放是锂电池最喜欢的工作状态。
因为在这个区间里，锂离子既不会硬塞进负极材料，发生沉积，又不会放空，导致极性材料损伤。保护住了正负极材料和活性锂离子的安全，那么电池的衰减问题就自然会改善很多。 这也是之前一些混动车型的电池故障率低，耐用性高的原因，因为混动的逻辑不会使电池组过度充放电，浅充浅放的状态下，电池的循环寿命会大大增强。
其实所谓浅充浅放也并不困难，因为开惯了电动车的车主们都会留下一个续航冗余，而这样的冗余也基本就在10%的电量对应的续航里程。比如社长就问过一个网约车的司机师傅，他每次去充电站都是在续航还有30km左右的时候，给绕路、找桩留出冗余。
那这样看来，他的车满电续航是400km，那他留出来的冗余量也基本就是10%左右，所以做到浅充浅放其实并不难。 另外现在的电动汽车都会搭配电池包设计一个BMS电源管理系统，会严格控制进出电池的电量，也能提高电池的利用率，辅助我们延长电池的使用寿命。
说了这么多，锂电池的充放电原理和保护方法就显而易见了，当然，社长还是要在这再多说一句：切莫让人服务于电池，我们保护电池也是为了电池能够更好地服务我们。
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