电动汽车：电池能用多久？

电动汽车在法国和国际汽车车队中变得越来越普遍。它们比热模型更环保，价格也越来越便宜，因此吸引了新的人群。但是电池寿命呢？它会像智能手机一样在几年后就放弃吗？我们试图回答的问题。

特斯拉充电站

概括

电动汽车电池如何工作？
如何测量电动车电池的寿命？
电动汽车电池可持续使用多长时间？
什么时候应该更换电动汽车电池？
如何延长电动车电池的使用寿命？
电动汽车电池的回收和二次利用
电动汽车电池可以期待哪些发展？
结论
评论

电动汽车在法国和世界各地越来越受欢迎。在欧洲，100% 电动（因此不包括混合动力）代表销售额的4.3%根据欧洲汽车制造商协会 (ACEA) 的数据，2020 年第一季度的汽车产量。要么是增加58%与上年同期相比。

市场正在蓬勃发展，而这仅仅是开始。据彭博新能源财经研究机构称，热能汽车在2017年达到顶峰，并将逐渐让位于电动汽车。 2023年起，汽车行业电力市场份额应为全球 7%。在这十年中，我们还应该见证一个转变：价格下降此类车辆最终将与热气流相同的价格。

在欧洲，从 2022 年开始，最大的电动汽车甚至可以以与热力车相同的价格销售。小型汽车和其他市场将逐渐跟进。彭博新能源财经预计，就注册量而言，2025 年市场份额为 10%，2030 年为 28%，2040 年为 58%。 2040年，31% 仍在路上行驶的汽车完全是电动的。

显然，许多消费者对电动汽车存在疑问，特别是它们与传统热电汽车的区别：耐用性、性能、自主性、充电等。经常出现一个问题：“电动汽车电池的使用寿命是多少” ？”、“电池会很快失效吗？迫使我支付昂贵的更换费用”……在本文件中，我们为您提供一些可能的答案，以帮助您更清楚地了解情况。

在进一步讨论之前，最好先从基础知识开始，了解一些有关电动汽车电池工作原理的知识。首先，要知道电动汽车电池已经成熟的技术是锂离子（锂离子）。您可能已经对它有所了解，因为它多年来一直用于我们的手机电池、笔记本电脑和许多其他电子设备。

锂离子电池已在我们日常生活中的所有无线设备中占有一席之地，这要归功于其更高的电荷密度与以前使用的解决方案相比，例如镍镉（NiCd）或镍氢（NiMH）以及其他类型的可充电电池。这意味着相同尺寸的电池可以存储更多的能量。这就是为什么锂离子电池首先彻底改变了手机或笔记本电脑等小型移动设备，在我们依赖“永远更精细”的行业中，这些设备几乎没有空间集成电池。

至于电动汽车，近年来，特别是在特斯拉的带领下，制造商已成功大幅降低锂离子电池的价格，同时提升其性能。日益成熟的技术使电动汽车的大众化成为可能，因为电动汽车在性能和价格方面对消费者都越来越有吸引力。

现在我们来谈谈成分和化学反应。锂原子由三个电子和三个质子组成，因此它们具有中性电荷。但锂原子具有容易失去电子的特殊性。在这种情况下，原子转变为离子然后确实有电荷。结果，就可以吸引电子并使它们移动，以便电池为其配备的设备供电，或者在连接到电源时为电池充电。

每个电池都是由若干个蓄电池组成，可以称为电池组或电芯。每个都包含一个正极，阴极，和负极，阳极。在两者之间，我们找到了一种电解质，一种导电物质，在我们的例子中包含大量的锂离子。根据所施加的吸引力，锂离子通过电解质向阴极或阳极行进。

请注意，氧化还原现象，即阴极和阳极之间的电子转移，不涉及电子通过电解质的通道。它们通过充电器或通过正在供电的设备的组件从一个移动到另一个。

因此，我们有两种可能的化学反应，这两种反应根据电池的用途而交替：

什么时候电池为设备供电，电子从阴极移动到阳极，相反，锂离子从阳极移动到阴极。
什么时候电池由电源供电，电子从阳极移动到阴极，相反，锂离子从阴极移动到阳极。

只要锂离子继续从一个电极移动到另一个电极，确保电子的转移，能量的产生或储存仍然是可能的。一旦锂离子不再能够确保阴极和阳极之间不断地来回，电池出现故障。这个过程是渐进的：传输首先发生得越来越慢，减少了自主性并增加了所需的充电时间，直到电池完全耗尽。

不用担心，电动汽车电池的设计使您的电池不会意外失效。在它放弃你之前，你就会知道何时开始考虑更换它。

在电动汽车上，根据零部件的特性，对零部件的退化进行不同的测量。对于某些人来说，了解他们的情况很有趣年龄例如。锂离子电池的情况并非如此，因为它们在不使用时不会退化。一个经常有趣的因素是里程，因为它可以让您知道车辆的使用情况。但是里程单独来看并不是一个非常准确的指标，因为它不能反映驾驶条件。每天主要在城市中驾驶或每月记录一次相同里程的高速公路公里数不会对汽车及其部件产生相同的影响。

因此，为了相当准确地了解电动汽车电池的使用寿命，我们更多地讨论循环充电，就像在其他地方使用锂离子技术的其他设备一样。请注意，充电周期并不对应于给车辆充电（从汽车连接到电源的那一刻到拔下插头的那一刻），而是对应于电池电量从 0% 到 100% 的过程。例如，如果您将汽车的电量从 30% 充电到 80%，则仅算作半个充电周期。

电动汽车电池可持续使用多长时间？

完成一些化学复习后，就到了数学的时间了。因此，要确定电动汽车电池的使用寿命，您必须考虑其支持的充电周期数以及电池的容量。最后，这就是一切变得复杂的地方，如果我们希望获得年龄而不是里程或充电周期的寿命，则需要结合用户特定的因素（例如每年平均行驶的公里数）。一般寻找。

如前所述，第一个重要信息是电池可以保持的充电周期数。这个数字因型号而异，您可以向制造商了解。在这里，我们遇到了缺乏观点的问题：电动汽车是最近才出现的，很难正确估计充电周期的数量。当然有初步反馈，但这必然来自旧模型。随着技术的快速发展，从 10 年前购买的电动汽车中获取结果已经没有什么意义，因为今天的电池已经得到了更好的优化。

制造商一般的目标是1000 至 2000 次充电周期，标准更中间，充电次数为 1500 次。这是衡量电池寿命的最精确指标，但对于潜在买家来说，这也是最不具体的指标，他们通常不知道这些数据代表什么。

这电池容量以 kWh 为单位测量的，也会影响电池的耐用性。我们可以认为，它越大，所需的充电次数就越少，因此寿命就越长。但更充足的电池通常也意味着汽车更重或更强大，消耗更多能量。因此，不仅要考虑电池的容量，还要考虑电池的容量。平均车辆消耗你感兴趣的。您的驾驶风格也会产生影响。如果您习惯于快速驾驶并使用资源密集型功能，那么预计必须更频繁地充电，从而受益于较短的使用寿命。当然，行驶距离也必须包含在方程中。通常，如果您已经拥有一辆车，那么您很容易估计每年的行驶里程。您需要考虑所有这些参数，并根据您的使用情况尝试计算电池在特定型号上大约可以持续多长时间。

最后，了解电动汽车电池寿命的最佳方法是检查制造商的保修。例如，特斯拉为其 Model S 和 Model 的电池和动力系统提供保修八年或24万公里。因此，您几乎可以肯定在至少八年或行驶了 240,000 公里后可以安心，但您肯定能够从更好的情况中受益，制造商自愿将标准设置得很低，以便不必执行维修和免费更换。

2020年6月，特斯拉还发布了一份关于其车辆的生态影响的报告，制造商提供的数据在电池寿命方面非常有前景。对于模型集和模型 X10万公里后，电池容量平均仅下降5%。此后损失会更慢，因为要等到行驶 32 万公里，电池才会损失初始容量的 10%。因此，接下来会发生什么：平均而言，特斯拉电池可以持续使用即使每年行驶3万公里也能使用10年以上。

不幸的是，这种类型的研究在今天仍然非常罕见，而且数据必然会根据模型的不同而有所不同。特斯拉是该领域的领导者，其 Model S 和 Model 也是该领域的领导者。因此，我们必须具体情况具体分析。

什么时候应该更换电动汽车电池？

这里还有更多电池容量的问题比里程或年数。如前所述，每个充电周期都会减少电池可存储的能量。随着时间的推移，汽车的续航里程会减少，充满电后您能够行驶的距离也会缩短。

当然，等到倍率很低才换电池是没有问题的。如果容量确实变得太紧张，那么使用的舒适度将不复存在，因为用户将被迫在每次充电之前将自己限制在短距离内。所以这是一个感觉的问题，但是给你一个想法，不建议保留已经通过的电池低于 70% 阈值。

看看制造商在这个问题上的保证是很有趣的。在的房子里特斯拉，如果在八年或行驶 X 公里（根据车型不同，在 160,000 到 240,000 公里之间）之前电池电量低于 70%，客户有权要求更换电池。对于这个佐伊雷诺是欧洲最畅销的电动汽车之一，如果电池在八年或行驶 160,000 公里之前降至初始容量的 66%，雷诺将提供保修。如果您决定租用电池而不是购买电池（法国制造商向其客户提供的一种选择），则该比率将上升至 75%。另一种流行的电动车型日产聆风（Nissan LEAF）如果电池在八年或行驶 160,000 公里之前劣化到一定水平，也将受到保障。如果容量低于 12 个柱中的 9 个（相当于 75%），则会触发保证。

如果您担心电动汽车的电池会很快失效，请向提供有吸引力的保修的制造商寻求帮助。并非所有制造商都会遇到这个麻烦，请在购买前仔细检查您在这方面的权利。这可以让您长时间安心，除非您以极快的速度行驶里程。

正如我们所看到的，如今电动汽车的电池并没有真正构成问题。但是，如果您想在不更换车辆的情况下长期保留您的车辆，或者您的旧型号无法从最新技术中受益，您应该知道您可以采取一些行为来减缓电池的磨损。

当然，考虑到我们之前所说的充电周期对电池的影响，减少车辆能耗的一切措施都可以延长其使用寿命，因为我们对汽车充电的需求减少了。为此，建议以测量的速度驾驶，同时遵守以下原则：生态驾驶（例如，禁止突然加速和制动），这也适用于配备热机的汽车。

还要注意不要过度使用对你用处不大的电池供电功能，例如空调、集成屏幕（如果有的话）、音响系统等。当然，这些并不是最消耗资源的设备，所以当你真正需要的时候不要犹豫使用它，这不是剥夺自己一切的问题。但是，当您不再使用它们时，请关闭它们或稍微减少消耗，从长远来看，这有助于延长它们的使用寿命。

开车时要小心轮胎充气良好。如果不是这种情况，除了这意味着危险和舒适度降低之外，汽车的其他元件还必须补偿轮胎的弱点，从而消耗能量。我们建议您避免使用传统电源插座给车辆充电，因为从长远来看，这可能会损坏电池。选择充电站或在家中安装专门为此练习设计的设备。同样，快速充电器也会损坏电池。

这温度也发挥着作用。尽可能保护您的汽车免受寒冷和炎热的影响。如果您居住在极端温度的地区，它们的使用寿命可能会缩短。在法国大陆，这个问题并没有真正出现。但对于居住在加拿大或非洲的读者来说，你不应该忽视这个因素。

经常出现的一个建议是，与其他配备锂离子电池的设备一样，不要等到最后一刻才给电池充电，并且更喜欢定期短时间充电而不是长时间充电以达到 100%。虽然使用我们可以随身携带的紧凑型充电器在智能手机上实现这一点很容易，但电动汽车的情况却大不相同。许多用户出于实际原因在晚上充满电。请注意，这不是什么大问题，并且您不会冒这样损坏电池的风险。这电动汽车智能系统自己考虑这个参数，以避免改变电池容量，就像其他地方的手机一样。因此，您可以让车辆插上电源并充电直至达到最大容量，能量传输将在必要时自动中断。以特斯拉 Model S P100D 为例，电池容量为 102.4 kWh，不可能充满，最大为 98.4 kWh。因此，有 4 kWh 的基本容量未使用

电动汽车电池的回收和二次利用

我们之前提到过，当您的电动汽车电池仍然可用时，一旦电池损耗大约，就有必要更换电池30%其容量。这是电动怀疑论者的主要论点之一，他们强调电池是污染非常严重的部件，因此从生态角度来看，电动汽车并不像他们所说的那么有趣。

但这是一条捷径。效率不足以装备电动汽车的电池被回收并用于其他目的，它们在第一次使用后远未变得毫无用处。例如，它们可以成为补充能源可再生解决方案稳定性较差，例如太阳能或风能，它们严重依赖天气才能正常运行。因此，我们正在创建系统，使汽车电池成为主电源故障时获取能源的替代方式。

执行第二次任务后，锂离子电池可以回收以限制环境影响与其制造所需原材料（镍、钴、镉等）的开采以及进口有关。我们还避免向大自然释放污染物质。在法国，电池回收公司SNAM尤其参与其中。它与许多在法国运营的汽车品牌合作。

电动汽车电池可以期待哪些发展？

电动汽车电池技术不断改进。如今，锂离子电池已成为所有制造商使用的标准，取代了以前使用的铅酸电池。中短期内，锂离子电池不太可能被推翻。例如，如果它在移动设备上达到了极限，那么电动汽车市场上的情况还不是这样。

人们正在进行大量投资，以充分利用锂并提高电池在自主性和使用寿命方面的性能。有几种途径似乎非常有前途。例如，可以提高能量密度通过在电极（阳极和阴极）中添加石墨烯来制造电池。在不增加尺寸的情况下，我们将拥有更大的自主权，从而减少充电的频率，从而延长使用寿命。

我们还没有达到这一目标，但电动汽车电池的未来前景令人印象深刻。特斯拉表示最终可以提供续航超过 100 万公里的电池在锂离子电池中使用 NMC 532 阴极（镍、锰、钴）。它还能够支持多达 4000 次充电循环，是目前的两倍多。专门生产电动汽车锂离子电池的中国公司宁德时代新能源科技有限公司（CATL）看得更远，并宣布未来电池寿命200万公里16岁。锂离子电池似乎仍有光明的前景。

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但后锂离子时代已经开始，即使我们还不知道哪种技术将在何时成熟。例如，我们正在谈论电池锂空气（或锂氧），其特点是利用环境氧气来发挥作用。由于一些组件没有直接集成到电池中，因此蓄电池变得更轻并且占用的空间更少。始终以从更高的能量密度中受益为目标，采用电解质的氟化物电池（氟离子形式）液体也正在开发中。

电池硫磷锂(Li-S)也在研究中。在这种类型的蓄电池中，阳极由锂制成，阴极由硫制成。当电池放电时，锂溶解在阳极表面，然后在充电时沉积在阳极上。人们对这项技术寄予厚望，因为它提供了非常高的能量密度、较轻的重量，并且可以制造更便宜、污染更少的电池。完美的妥协？也许如果研究取得进展，因为目前科学家必须面对许多技术挑战才能成功生产稳定的锂硫电池。 2020 年初就宣布了进展，但距离实现量产还很远。

然后我们就获得了利息固体电解质电池也称为“全固态电池”或简称“固体电池”。它们的特点是电解质：一块固态的玻璃或凝胶板。该系统已用于起搏器。好处是多方面的。与锂离子解决方案相比，这些电池更安全，对极端温度更不敏感。他们还需要较少的预防措施。固态电池的生产成本也较低，特别是它们不需要钴等贵重材料。所有这些都是为了获得更有趣的能量密度，比现有电池高出三倍。丰田和大众已经表示，他们希望从 2025 年开始销售配备固体电池的电动汽车。所有主要集团都在行动：福特、宝马、现代、通用、本田……在供应商中，西门子也一直在努力。已经好几年了。

最后，您可能听说过电池钠离子。它们的优点是非常耐用（4000 次充电周期）、充电速度极快且生产成本低廉。但其电能密度较低，使其不太可能成为汽车行业的未来候选者。这项技术对于消耗资源较少的设备更有前景，例如电动滑板车或自行车。