原创 双向逆变充放电？

车展的时候，有个同事去参观BYD的展台，回来传了一道消息，还让负责电池的同事给我打电话，询问双向逆变充放电技术。有时候我真受不了这种炒作公 司，你妹的，充电方面的内容，未来都是作为OEM厂家一起制定标准开放的内容，是需要Grid和OEM一起努力推进的，你丫一家搞个破接口，用什么协议给 电网灌能量阿！出来忽悠也不搞专业一点……

  首先我得说明，我参加的充电会议，大概能跟上目前的充电通信标准（ISO 15118）的情况。

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

更何况，对于分布式电源所造成的谐波方面的内容，其实想要做好一个相对电能质量符合要求的大功率逆变器，丰田工业搞的那个死贵的1.5KW的玩意就不划算了。

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

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

更何况电池的寿命其实受的制约挺大的，这方面略有些学习，

    我在脑补一些电池方面的知识，看到有篇文章《动力电池失效模式综述》是不错的，在上面做一些补充。这里首先单列出容量损失的原因。你了解电池越多，你就会发现，采用锂离子电池不学点电化学和工艺常识，是没办法深入了解和做好电池系统的。

1.介面膜的形成

   “由于锂离子或电解液与电极之间的不可逆反应,在负极与电解液界面处会形成固态电解液界面层(SEI) 。由于形成这种钝化膜而损失的锂离子将导致两极间容量平衡的改变,在最初的几次循环中就会使电池的容量下降。”

我开始去看这个SEI的东西，确实有些不解，慢慢看了一些材料，才略有点了解。经典的文章，可以看这篇《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.正极材料的相变化

锂离子电池中的相变有两类：一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变；二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。

对于第一类相变，一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化，同时在材料内部产生应力，从而引起宿主晶格发生变化，这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。

第二类相变是Jahn-Teller效应。Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩，导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变，也是LiMn₂O₄容量衰减的主要原因之一。在深度放电时，Mn的平均化合价低于3.5V，尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。四方晶相对称性低且无序性强，使锂离子的脱嵌可逆程度降低，表现为正极材料可逆容量的衰减。

3.电解液的还原

锂离子电池中常用的电解液主要包括由各种有机碳酸酯(如PC、EC、DMC、DEC 等)的混合物组成的溶剂以及由锂盐(如LiPF₆ 、LiClO₄ 、LiAsF₆ 等)组成的电解质。在充电的条件下,电解液对含碳电极具有不稳定性,故会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响,由此产生的气体会增加电池的内部压力,对系统的安全造成威胁。

  以上两个算是同时影响Cycle Life的，第2项可能更为直接一些。10年以后的技术，还得看着电池的性能和寿命提高看，都能拿出来在车展上操作，实在无法去想象。