電動車電池知識篇:鉛酸電瓶和鋰電池哪種更好?

2020-12-13 全球電動車網

電動車選鉛酸電瓶好,還是鋰電動力強?解析這個問題只需要參考電動汽車,如果鉛酸電瓶好,為什麼這種車型絕對不選擇它呢?想通了這點也就沒有什麼好糾結了,答案肯定鉛酸電瓶更差,不論安全性、穩定性還是耐用性都可以這樣評價。

如果說電瓶還有什麼優點的話,那就是製造成本更低一些,但也僅限於對比普通三元鋰,如果面對磷酸鐵鋰則必然要差的多得多。

鉛酸特點

所有電池或電瓶都叫做「化學電源」,充電與放電都是以化學反應為基礎,產生電流只是結果而不是前提。鉛酸電瓶是將正負極板都浸泡在電解液中,電解液使用的是【硫酸溶液】,正負極為鉛與二氧化鉛。

充電的過程通過電網的220V電,將電流輸入到正極;電流會催化二價鉛離子與電解液的帶電硫酸根反應,分解為出鉛以增加溶液的濃度。說白了就是把極板的硫酸鉛結晶體給「化掉」,這是充電的目的。

「放電」則方向的反應,電解液的放電硫酸會與極板的活性物質進行反應,過程中會產生電流;但是同時也會生成硫酸鉛結晶體,並且會附著在極板上。

絕大多數結晶體都是在在充電時再次分解的,但是每次充電都會留存部分高硬度結晶體無法有效還原;這是所謂的「極板硫化」,頑固的存在會造成電解液濃度的線性降低,因為可以還原的鉛事實減少了。同時這些物質會影響活性物質的反應效率,放電容量的增大等於再次縮小容量,於是續航裡程就會越來越低了。

重點:基於每次充放電都會造成活性物質的衰減,並且會加重硫化的程度;所以鉛酸電瓶的使用壽命是非常短的,一般都是完整充放不到400次就會報廢。

然而電動車體積小但電瓶能量密度很低*(體積很大),車輛無法裝備足夠多的電池;結果造成容量的也是足夠低,每天都要騎行的話,幾乎一年左右就會報廢。更換一組的成本少則幾百元多則上千元,潛在的用車成本是不是也挺高呢?

普通三元鋰

NCM·鎳鈷錳三元鋰電池早期應用過,這種電池的特點製造成本很高,平均每度電需要1.5k左右,幾乎是鉛酸電瓶的兩倍之高。所以諸如小牛等早期的網際網路電動車品牌,車輛的價格總是相當高,這就造成了鋰電更貴的偏見。

而且這種電池的安全等級並不是很高,原因在於能量密度過高了,在充放電時如控制系統的穩定性較差的話,電池確實容易高溫甚至起火。所以鋰電電動車初期的評價是很差的,使用行業多為外賣配送或代駕為主。

重點:此類三元鋰的優點其實也是「能量密度高」,相同體積或質量的鋰電池,貯存的電能一定會比鉛酸電瓶高3~5倍。也就是說相同的電池組用鋰電,續航裡程也是可以成倍數增長的;不過也因為偏高的成本而無法裝備太多電芯,所以實際續航最多翻1~2倍。

所以對續航能力要求高的用戶總會選擇這種電池,只要是正規品牌的車輛其實也足夠安全;自燃概率高的大多數是沒有品牌或自創品牌的組裝車,曾經施救過的一輛自燃電動車,使用的其實還是鉛酸電瓶。

優秀鐵鋰電池

LFP·磷酸鐵鋰電池應當是最佳選項,原因有三點。

  1. 安全性高

  2. 耐用性高

  3. 能量密度高

優秀的鐵電池(汽車用)經過非常嚴格的測試,比如比亞迪推出的刀片型鐵電池,在短路、過充與爐溫的測試中,電池不僅沒有起火,溫度標準都不足以煎雞蛋。原因在於極板的複合材料並不「活潑」,鐵元素是宇宙中最穩定的元素;比如黃矮星在經過無數次聚變反應後,最終形成的超大質量星體就是個「鐵球」,鐵元素沒有什麼好反應的了。

那麼在安全性不再有任何顧慮後,這種電池的使用壽命可以是鉛酸的數十倍;依靠鋰離子的正負極嵌入與脫嵌,電解液的特殊性又不會產生「硫化」,所以使用壽命是可以很高的。而且能量密度仍舊是電瓶的的3~4倍,續航裡程也就有保證了。

重中之重:磷酸鐵鋰電池的製造成本可以非常低,低到200元多就能有一度電了,似乎電瓶也沒有這麼便宜吧。所以只要鐵鋰電池的裝機量能夠快速增長,投入鐵鋰研發生產的企業越來越多,最終鋰電電動車的價格會更低,車輛的綜合品質也會越來越高。

而且這種電池具備梯次利用的價值,車輛淘汰後可分揀出大部分電池,送入儲能電站加速新能源發電的增長,屆時電動車也會屬於新能源車型,用車也不會有什麼限制了吧。

關於電動車電池的額話題就聊到這裡,選車應當以鐵鋰電池為首選項。

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