電動車：電池能用多久？

電動車在法國和國際汽車車隊中變得越來越普遍。它們比熱模型更環保，價格也越來越便宜，因此吸引了新的人群。但是電池壽命呢？它會像智慧型手機一樣在幾年後就放棄嗎？我們試圖回答的問題。

特斯拉充電站

概括

電動車電池如何運作？
如何測量電動車電池的壽命？
電動汽車電池可持續使用多久？
什麼時候該更換電動車電池？
如何延長電動車電池的使用壽命？
電動汽車電池的回收和二次利用
電動車電池可以期待哪些發展？
結論
評論

電動車在法國和世界各地越來越受歡迎。在歐洲，100% 電動（因此不包括混合動力）代表銷售額的4.3%根據歐洲汽車製造商協會 (ACEA) 的數據，2020 年第一季的汽車產量。要么是增加58%與上年同期相比。

市場正在蓬勃發展，而這只是個開始。據彭博新能源財經研究機構稱，熱能汽車在2017年達到頂峰，並將逐漸讓位給電動車。 2023年起，汽車產業電力市佔率應為全球 7%。在這十年中，我們也應該見證一個轉變：價格下降此類車輛最終將與熱氣流相同的價格。

在歐洲，從 2022 年開始，最大的電動車甚至可以以與熱力車相同的價格銷售。彭博新能源財經預計，就註冊量而言，2025 年市佔率為 10%，2030 年為 28%，2040 年為 58%。 2040年，31% 仍在路上行駛的汽車完全是電動的。

顯然，許多消費者對電動車有疑問，特別是它們與傳統熱電汽車的區別：耐用性、性能、自主性、充電等。「電池會很快失效嗎？迫使我支付昂貴的更換費用」…在本文件中，我們為您提供一些可能的答案，以幫助您更清楚地了解情況。

在進一步討論之前，最好先從基礎知識開始，了解一些關於電動車電池工作原理的知識。首先，要知道電動車電池已經成熟的技術是鋰離子（鋰離子）。您可能已經對它有所了解，因為它多年來一直用於我們的手機電池、筆記型電腦和許多其他電子設備。

鋰離子電池已在我們日常生活中的所有無線設備中佔有一席之地，這要歸功於其更高的電荷密度與先前使用的解決方案相比，例如鎳鎘（NiCd）或鎳氫（NiMH）以及其他類型的可充電電池。這意味著相同尺寸的電池可以儲存更多的能量。這就是為什麼鋰離子電池首先徹底改變了手機或筆記型電腦等小型行動設備，在我們依賴「永遠更精細」的行業中，這些設備幾乎沒有空間整合電池。

至於電動車，近年來，特別是在特斯拉的帶領下，製造商已成功大幅降低鋰離子電池的價格，同時提升其性能。日益成熟的技術使電動車的大眾化成為可能，因為電動車在性能和價格方面對消費者都越來越有吸引力。

現在我們來談談成分和化學反應。鋰原子由三個電子和三個質子組成，因此它們具有中性電荷。但鋰原子具有容易失去電子的特殊性。在這種情況下，原子轉變為離子然後確實有電荷。結果，就可以吸引電子並使它們移動，以便電池為其配備的設備供電，或在連接到電源時為電池充電。

每個電池都是由若干蓄電池組成，可以稱為電池組或電芯。每個都包含一個正極，陰極，和負極，陽極。在兩者之間，我們找到了一種電解質，一種導電物質，在我們的例子中包含大量的鋰離子。根據所施加的吸引力，鋰離子透過電解質向陰極或陽極行進。

請注意，氧化還原現象，即陰極和陽極之間的電子轉移，不涉及電子通過電解質的通道。它們透過充電器或透過正在供電的設備的組件從一個移動到另一個。

因此，我們有兩種可能的化學反應，這兩種反應根據電池的用途而交替：

什麼時候電池為設備供電，電子從陰極移動到陽極，相反，鋰離子從陽極移動到陰極。
什麼時候電池由電源供電，電子從陽極移動到陰極，相反，鋰離子從陰極移動到陽極。

只要鋰離子繼續從一個電極移動到另一個電極，確保電子的轉移，能量的產生或儲存仍然是可能的。一旦鋰離子不再能夠確保陰極和陽極之間不斷地來回，電池故障。這個過程是漸進的：傳輸首先發生得越來越慢，減少了自主性並增加了所需的充電時間，直到電池完全耗盡。

不用擔心，電動車電池的設計使您的電池不會意外失效。在它放棄你之前，你就會知道何時開始考慮更換它。

在電動車上，根據零件的特性，對零件的退化進行不同的測量。對某些人來說，了解他們的情況很有趣年齡例如。鋰離子電池的情況並非如此，因為它們在不使用時不會退化。一個經常有趣的因素是里程，因為它可以讓您知道車輛的使用情況。但是里程單獨來看並不是一個非常準確的指標，因為它不能反映駕駛條件。每天主要在城市中駕駛或每月記錄一次相同里程的高速公路公里數不會對汽車及其部件產生相同的影響。

因此，為了相當準確地了解電動車電池的使用壽命，我們多討論循環充電，就像在其他地方使用鋰離子技術的其他設備一樣。請注意，充電週期並不對應於為車輛充電（從汽車連接到電源的那一刻到拔下插頭的那一刻），而是對應於電池電量從 0% 到 100% 的過程。例如，如果您將汽車的電量從 30% 充電到 80%，則僅算作半個充電週期。

電動汽車電池可持續使用多久？

完成一些化學複習後，就到了數學的時間了。因此，要確定電動車電池的使用壽命，您必須考慮其支援的充電週期數以及電池的容量。最後，這就是一切變得複雜的地方，如果我們希望獲得年齡而不是里程或充電週期的壽命，則需要結合用戶特定的因素（例如每年平均行駛的公里數）。

如前所述，第一個重要訊息是電池可以保持的充電週期數。這個數字因型號而異，您可以向製造商了解。在這裡，我們遇到了缺乏觀點的問題：電動車是最近才出現的，很難正確估計充電週期的數量。當然有初步回饋，但這必然來自舊模型。隨著技術的快速發展，從 10 年前購買的電動車中獲取結果已經沒有什麼意義，因為今天的電池已經得到了更好的優化。

製造商一般的目標是1000 至 2000 次充電週期，標準更中間，充電次數為 1500 次。這是衡量電池壽命最精確的指標，但對於潛在買家來說，這也是最不具體的指標，他們通常不知道這些數據代表什麼。

這電池容量以 kWh 為單位測量的，也會影響電池的耐用性。我們可以認為，它越大，所需的充電次數就越少，因此壽命就越長。但更充足的電池通常也意味著汽車更重或更強大，消耗更多能量。因此，不僅要考慮電池的容量，還要考慮電池的容量。平均車輛消耗你感興趣的。您的駕駛風格也會產生影響。如果您習慣於快速駕駛並使用資源密集型功能，那麼預計必須更頻繁地充電，從而受益於較短的使用壽命。當然，行駛距離也必須包含在方程式中。通常，如果您已經擁有一輛車，那麼您很容易估計每年的行駛里程。您需要考慮所有這些參數，並根據您的使用情況嘗試計算電池在特定型號上大約可以持續多長時間。

最後，了解電動車電池壽命的最佳方法是檢查製造商的保固。例如，特斯拉為其 Model S 和 Model 的電池和動力系統提供保固八年或24萬公里。因此，您幾乎可以肯定在至少八年或行駛了 240,000 公里後可以安心，但您肯定能夠從更好的情況中受益，製造商自願將標準設置得很低，以便不必執行維修和免費更換。

2020年6月，特斯拉也發布了一份關於其車輛的生態影響的報告，製造商提供的數據在電池壽命方面非常有前景。對於模型集和模型 X10萬公里後，電池容量平均僅下降5%。此後損失會更慢，因為要等到行駛 32 萬公里，電池才會損失初始容量的 10%。因此，接下來會發生什麼：平均而言，特斯拉電池可以持續使用即使每年行駛3萬公里也能使用10年以上。

不幸的是，這種類型的研究在今天仍然非常罕見，而且數據必然會根據模型的不同而有所不同。特斯拉是該領域的領導者，其 Model S 和 Model 也是該領域的領導者。因此，我們必須具體情況具體分析。

什麼時候該更換電動車電池？

這裡還有更多電池容量的問題比里程或年數。如前所述，每個充電週期都會減少電池可儲存的能量。隨著時間的推移，汽車的續航里程會減少，充滿電後您能夠行駛的距離也會縮短。

當然，等到倍率很低才換電池是沒有問題的。如果容量確實變得太緊張，那麼使用的舒適度將不復存在，因為用戶將被迫在每次充電之前將自己限制在短距離內。所以這是一個感覺的問題，但給你一個想法，不建議保留已經通過的電池低於 70% 閾值。

看看製造商在這個問題上的保證是很有趣的。在的房子裡特斯拉，如果在八年或行駛 X 公里（根據車型不同，在 160,000 到 240,000 公里之間）之前電池電量低於 70%，客戶有權要求更換電池。對於這個佐伊雷諾是歐洲最暢銷的電動車之一，如果電池在八年或行駛 16 萬公里之前降至初始容量的 66%，雷諾將提供保固。如果您決定租用電池而不是購買電池（法國製造商向其客戶提供的一種選擇），則該比率將上升至 75%。另一種流行的電動車型日產聆風（Nissan LEAF）如果電池在八年或行駛 160,000 公里之前劣化到一定水平，也將受到保障。如果容量低於 12 個柱子中的 9 個（相當於 75%），則會觸發保證。

如果您擔心電動車的電池會很快失效，請向提供有吸引力的保固的製造商尋求協助。並非所有製造商都會遇到這個麻煩，請在購買前仔細檢查您在這方面的權利。這可以讓您長時間安心，除非您以極快的速度行駛里程。

正如我們所看到的，如今電動車的電池並沒有真正構成問題。但是，如果您想在不更換車輛的情況下長期保留您的車輛，或者您的舊型號無法從最新技術中受益，您應該知道您可以採取一些行為來減緩電池的磨損。

當然，考慮到我們之前所說的充電週期對電池的影響，減少車輛能耗的一切措施都可以延長其使用壽命，因為我們對汽車充電的需求減少了。為此，建議以測量的速度駕駛，同時遵守以下原則：生態駕駛（例如，禁止突然加速和煞車），這也適用於配備熱機的汽車。

也要注意不要過度使用對你用處不大的電池供電功能，例如空調、整合螢幕（如果有的話）、音響系統等。不要猶豫使用它，這不是剝奪自己一切的問題。但是，當您不再使用它們時，請關閉它們或稍微減少消耗，從長遠來看，這有助於延長它們的使用壽命。

開車時要小心輪胎充氣良好。如果不是這種情況，除了這意味著危險和舒適度降低之外，汽車的其他元件還必須補償輪胎的弱點，從而消耗能量。我們建議您避免使用傳統電源插座為車輛充電，因為從長遠來看，這可能會損壞電池。選擇充電站或在家中安裝專為此練習設計的設備。同樣，快速充電器也會損壞電池。

這溫度也發揮著作用。盡可能保護您的汽車免受寒冷和炎熱的影響。如果您居住在極端溫度的地區，它們的使用壽命可能會縮短。在法國大陸，這個問題並沒有真正出現。但對於居住在加拿大或非洲的讀者來說，你不應該忽略這個因素。

經常出現的一個建議是，與其他配備鋰離子電池的設備一樣，不要等到最後一刻才給電池充電，並且更喜歡定期短時間充電而不是長時間充電以達到 100%。雖然使用我們可以隨身攜帶的緊湊型充電器在智慧型手機上實現這一點很容易，但電動車的情況卻大不相同。許多用戶出於實際原因在晚上充滿電。請注意，這不是什麼大問題，而且您不會冒這樣損壞電池的風險。這電動汽車智慧系統自己考慮這個參數，以避免改變電池容量，就像其他地方的手機一樣。因此，您可以讓車輛插上電源並充電直至達到最大容量，能量傳輸將在必要時自動中斷。以特斯拉 Model S P100D 為例，電池容量為 102.4 kWh，不可能充滿，最大為 98.4 kWh。因此，有 4 kWh 的基本容量未使用

電動汽車電池的回收和二次利用

我們之前提到過，當您的電動車電池仍然可用時，一旦電池損耗約，就有必要更換電池30%其容量。這是電動懷疑論者的主要論點之一，他們強調電池是污染非常嚴重的零件，因此從生態角度來看，電動車並不像他們所說的那麼有趣。

但這是一條捷徑。效率不足以裝備電動車的電池被回收並用於其他目的，它們在第一次使用後遠未變得毫無用處。例如，它們可以成為補充能源可再生解決方案穩定性較差，例如太陽能或風能，它們嚴重依賴天氣才能正常運作。因此，我們正在創建系統，使汽車電池成為主電源故障時獲取能源的替代方式。

執行第二次任務後，鋰離子電池可以回收以限制環境影響與其製造所需原料（鎳、鈷、鎘等）的開採以及進口有關。我們也避免向大自然釋放污染物質。在法國，電池回收公司SNAM尤其參與其中。它與許多在法國運營的汽車品牌合作。

電動車電池可以期待哪些發展？

電動車電池技術不斷改進。如今，鋰離子電池已成為所有製造商使用的標準，取代了先前使用的鉛酸電池。中短期內，鋰離子電池不太可能被推翻。例如，如果它在行動裝置上達到了極限，那麼電動車市場上的情況還不是這樣。

人們正在進行大量投資，以充分利用鋰並提高電池在自主性和使用壽命方面的性能。有幾種途徑似乎非常有前途。例如，可以提高能量密度透過在電極（陽極和陰極）中添加石墨烯來製造電池。在不增加尺寸的情況下，我們將擁有更大的自主權，從而減少充電的頻率，從而延長使用壽命。

我們還沒有達到這一目標，但電動車電池的未來前景令人印象深刻。特斯拉表示最終可以提供續航超過 100 萬公里的電池在鋰離子電池中使用 NMC 532 陰極（鎳、錳、鈷）。它還能夠支援多達 4000 次充電循環，是目前的兩倍多。專門生產電動車鋰離子電池的中國公司寧德時代新能源科技有限公司（CATL）看得更遠，並宣布未來電池壽命200萬公里16歲。鋰離子電池似乎仍有光明的前景。

https://www.youtube.com/watch?v=39ugxrJMsMc

但後鋰離子時代已經開始，即使我們還不知道哪種技術將在何時成熟。例如，我們正在談論電池鋰空氣（或稱鋰氧），其特點是利用環境氧氣來發揮作用。由於一些組件沒有直接整合到電池中，因此蓄電池變得更輕並且佔用的空間更少。始終以從更高的能量密度中受益為目標，採用電解質的氟化物電池（氟離子形式）液體也正在開發中。

電池硫磷鋰(Li-S)也在研究中。在這種類型的蓄電池中，陽極由鋰製成，陰極由硫製成。當電池放電時，鋰溶解在陽極表面，然後在充電時沉積在陽極上。人們對這項技術寄予厚望，因為它提供了非常高的能量密度、較輕的重量，並且可以製造出更便宜、污染更少的電池。完美的妥協？也許如果研究取得進展，因為目前科學家必須面對許多技術挑戰才能成功生產穩定的鋰硫電池。 2020 年初就宣布了進展，但距離實現量產還很遠。

然後我們就獲得了利息固態電解質電池也稱為“全固態電池”或簡稱“固體電池”。它們的特徵是電解質：一塊固態的玻璃或凝膠板。該系統已用於起搏器。好處是多方面的。與鋰離子解決方案相比，這些電池更安全，對極端溫度更不敏感。他們還需要較少的預防措施。固態電池的生產成本也較低，特別是它們不需要鈷等貴重材料。所有這些都是為了獲得更有趣的能量密度，比現有電池高出三倍。豐田和大眾已經表示，他們希望從 2025 年開始銷售配備固體電池的電動車。好幾年了。

最後，您可能聽說過電池鈉離子。它們的優點是非常耐用（4000 次充電週期）、充電速度極快且生產成本低廉。但其電能密度較低，使其不太可能成為汽車產業的未來候選者。這項技術對於消耗資源較少的設備更有前景，例如電動滑板車或自行車。