【百问百答】第012问：电动汽车"放电"会伤电池吗？

问：

“电动汽车“放电"会伤电池吗？ ”

答：

电动汽车在行驶过程中，就是动力电池对外放电。电动汽车买了是用来开的，因此，您说电动汽车行驶过程中是否会伤电池呢？充充放放，电池既然要充电，就要放电，能量守恒，否则，只充不放，电动汽车的电池怎么实现循环呢？只充不放，电动汽车怎么能行驶在路上呢？

给电动汽车“充电”，就是将来自电网的电能转换成动力电池的化学能；电动汽车行驶过程，就是将动力电池的化学能转换成驱动轮胎的机械能。

电池的活性物质是结晶结构，呈现出层叠状，这种结构使锂离子的嵌入和脱嵌很容易。锂离子在分子之间作用力下为固定状态。当对正负极施加电场时，锂离子只需要较低的能量就能发生迁移，进行嵌入。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极，而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中。嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样道理，当对电池进行放电时（即电动汽车行驶中，电池的能量驱动车轮胎），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字叫“摇椅式电池”。

在本人编著的《专注充放电：充电桩知识大全》（点击可进入购买）一书中，我们简述了上述充放电过程。

用户为什么会问这个问题？如何评估放电是否伤害电池？

01 放电，不止是行驶状态

电动汽车作为行驶工具，当然应工作在行驶状态下，但是如不理解电动汽车原理，可能不理解电动汽车行驶过程中电池在“放电”。通过充电枪将电动汽车当作“电源”，刻意地对外放电，属于不是特别常见的场景，因此，容易产生疑问，“放电是否伤电池”。

其实，除了在行驶状态下电池处于放电状态，在加热模式和V2L、V2G工作模式下，电动汽车也是对外放电的。

近年来，新发布的电动汽车，国产B级车都支持通过交流口对外放电。外资品牌的电动汽车多数还不支持，A00级和A级，也多数不支持。交流口对外放电是通过车子内部的双向OBC（可以“双向”工作的车载充电机，既可以实现从交流到直流，也可以实现从直流到交流的电能变换）实现的。这种放电，是V2L （Vehicle to Load，车辆到负载）的一种，具体实现的放电设备是交流充电枪头连接一个排插。没有内置双向OBC的电动汽车，可通过直流口，外接直流V2L放电设备对外放电。直流V2L设备包括了逆变器功能，将动力电池的直流电逆变成交流电。市面上的V2L，不管是交流口放电还是直流口放电，绝大多数是逆变成单相220V，鲜有逆变成三相380V的。

能效电气刚发布了全球第一款手持式直流充电枪，放电宝2000 UCD2000。这款小巧的放电枪体积小、重量轻，创新地将逆变器和充电枪做成了一体，为客户带来了便捷安全的放电体验。

02 直流口对外放电的车型数量

对2024年1-7月电动汽车的调研结果如下：

1-7月中国市场在售纯电车型为228款（不含插混、增程式），总销量2,899,058辆。

其中，纯电车型不具备外放电功能（无双向OBC）车型销量为1,255,756辆，占比约为43%；具备外放电功能车辆总量为1,643,302辆，占比约为57%，其中主流放电功率为3.3kW，在可外放电车辆里占比约86.5%。

从这个数据看起来，直流放电的市场并不小。但是，很多不支持双向OBC的车型是A0和A00，车身价本身就不高，对外放电设备的价格敏感。

03 直流口对外放电的协议

对外放电的协议，是专业人士比较关心的话题，我们曾在《直流放电机》一文中进行了梳理。

当下的放电设备，绝大多数是直接用27930充电协议；遗憾的是，部分车型不允许在车辆停止行驶且没有工作在加热模式时放电。对于这些禁用的车型，只能和这些车企合作，采用专用协议或者采用20234.3标准。

04 怎么充放电才不伤电池，这是个大问题

电池受伤还是不受伤，这是一个典型的民间用语，但是，这却是一个大问题。如果一定要科普的话，这个话题却超出了我的能力范围。我且将收集的一些信息汇总出来，抛砖引玉，期待大家留言分享。

电池是否受伤，可以理解为电池寿命是否缩减，电池可靠性是否下降？电池的寿命，可以理解为电池的循环次数？循环次数和充电次数是一个意思吗？每次充满电，然后使用到电全部放光再充电好，还是浅充浅放好？

05 循环次数和充电次数

电池的循环次数，不等于电池的充放电次数。电池的循环次数是怎么定义的呢？给电池充满电，再将充满的电全部放掉，是否即为一次循环？据说，动力电池的循环次数，已从3000次进化到了6000次，下一代电池将达到1.6万次。我们查到标准上定义的“标准循环”：

1C电流大小是标称容量除以1h所得到的电流，放电截止条件一般有2.5V和2.75V，充电截止条件一般有4.2V(三元型）和3.7-3.8V（铁锂型）。一次完整的充放电是一次循环。在生产过程中通常认定的锂离子使用使用寿命是在给定循环制式下（一般给定充放电电流、截止电压、截止电流），锂离子电池的放电容量衰减到初始放电容量（标称容量）80%时的充放电次数命名为循环寿命。不同的充放电截止电压会导致容量衰减到80%时的循环次数会不同。一个完整的100%用电/充电循环过程，可以仅充电1次，也可以是3次、4次甚至5次。但最终决定锂电池寿命的，是循环次数，而不是充电次数。假如一块电池有100%的电量，您第一次把它用剩到40%、然后充电到100%，第二次又用剩到60%、再充电到100%，这两次使用，合起来也是一次完整的充放循环。此时电池循环次数为1次，但是充电次数为2次。电动车的电池和手机的电池，衰减速度是不一样的，因为电动车的电池通常需要一个星期才完成一次循环，而手机的电池一天就可以完成一次循环。

06 充放电深度：见底充和每天充

基于锂电池的材料特性，浅充浅放有助于减缓电池的衰减速度，即让“电池少食多餐”要比每次“用光电池再充电”更健康。

正常的情况下Li+从正极脱出迁移到负极表面，然后嵌入到负极之中，但是当负极表面由于电流过大或温度过低时会产生较大的极化，当负极表面的极化电位低于金属Li时，Li+会以金属Li的形式在负极表面析出，造成电池的库伦效率降低，容量损失。

见底充：

每次把电用完或者非常少（比如5%左右），用到报警，然后再充电，这样频繁的把电池的电量耗尽，会导致电池内部的化学物质被过度消耗，加速电池的容量衰减，而且，电池在过度放电时电池还会发热，高温和长期过度放电对电池的使用寿命也会产生很严重的影响，造成电池的使用寿命严重下降，原本我们新能源车的电池能用个十年八年的，可能这样长此以往的见底充，弄不好三五年就报废了。为了提高我们新能源车的电池使用寿命，尽量避免见底充。养成一个好的充电习惯，最好把电池电量保持在20%-30%，或者50%再充，充电的时候充到80%、90%都可以，反正不要充满就行，这样可以最大限度的减少电池的应力，保持较长的循环寿命。

每天充：

每天充，每天充一些或者用到一半再充，始终保持电池电量在在20%-80%的样子，这样的状态属于浅度放电，可以减少电池内部的应力，延长电池的使用寿命，因为浅度放电，电池内部温度也比较低，有助于保持电池的最佳状态，浅度放电还可以增加电池的循环次数，延长电池的使用寿命，如果电动汽车整体维护保养的好，估计理论上十年的电池能多用两三年都不是问题。

07 使用V2L设备是否伤电池？唯一要做到的是：不过放

目前，市面上V2L的功率不大，2kW-6kW不等，对应放电电流也就只有9A-28A，对于电动汽车的动力电池来说，这个电流非常小，放电电流本身不可能对电池有任何损伤。使用V2L设备唯一要做到的是：不过放。就是说，不要将对外放电的车辆放电至SOC过低的状态。能效电气推出的便携式直流放电机和手持式直流放电枪都支持蓝牙操控，可通过蓝牙设置放电车辆的放电截止SOC。出厂默认截止SOC是15%。这样可以确保放电不伤车。

附：充放电原理

放电原理

如下图所示，表示放电时锂离子的嵌入和迁移的示意图。在负极，碳层之间存在锂离子，负极比正极的能量高。电池外部连接负载后，负极的锂离子释放电子，向能量低的正极迁移，同时，从负极脱嵌的锂离子，通过电解液和隔膜小孔向正极迁移，嵌入层状结构的正极和活性物质中。同时，电子被接受，锂离子被固定而变得稳定。如果过放电，锂离子过多地聚焦在正极，会使内阻增大，电池发热，导致急剧劣化。

放电时锂离子的嵌入和迁移

充电原理

如下图显示了充电时锂离子的嵌入和迁移过程。充电时，外部电压加在外部端子上，强制产生与放电反应相反的反应。正极的锂离子释放电子，在电场作用下通过电解液迁移到负极，嵌入负极的活性物质内部。同时，电子被接收，锂离子被负极活性物质固定。锂离子在电解液中快速迁移，但是，在负极表面减速，在负极活性物质内部非常缓慢地扩散。充电时，锂离子在负极表面呈拥堵状态。