鉅大LARGE | 點擊量:891次 | 2020年12月01日
鉛酸電瓶和鋰離子電池誰更好?
鉛酸特點
所有電池或電瓶都叫做「化學(xué)電源」,充電與放電都是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ),出現(xiàn)電流只是結(jié)果而不是前提。鉛酸電瓶是將正負(fù)極板都浸泡在電解液中,電解液使用的是【硫酸溶液】,正負(fù)極為鉛與二氧化鉛。
充電的過程通過電網(wǎng)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(yīng),分解為出鉛以新增溶液的濃度。說白了就是把極板的硫酸鉛結(jié)晶體給化掉,這是充電的目的。
「放電」則方向的反應(yīng),電解液的放電硫酸會與極板的活性物質(zhì)進行反應(yīng),過程中會出現(xiàn)電流;但是同時也會生成硫酸鉛結(jié)晶體,并且會附著在極板上。
絕大多數(shù)結(jié)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(jié)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(zhì)會影響活性物質(zhì)的反應(yīng)效率,放電容量的增大等于再次縮小容量,于是續(xù)航里程就會越來越低了。
重點:基于每次充放電都會造成活性物質(zhì)的衰減,并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。
然而電動汽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(jié)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鎳鈷錳三元鋰離子電池早期應(yīng)用過,這種電池的特點制造成本很高,平均每度電要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互聯(lián)網(wǎng)電動汽車品牌,車輛的價格總是相當(dāng)高,這就造成了鋰電更貴的偏見。
而且這種電池的安全等級并不是很高,原因在于能量密度過高了,在充放電時如控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差的話,電池確實容易高溫甚至起火。所以鋰電電動汽車初期的評價是很差的,使用行業(yè)多為外賣配送或代駕為主。
重點:此類三元鋰的優(yōu)點其實也是「能量密度高」,相同體積或質(zhì)量的鋰離子電池,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(xù)航里程也是可以成倍數(shù)上升的;不過也因為偏高的成本而無法裝備太多電芯,所以實際續(xù)航最多翻1~2倍。
所以對續(xù)航能力要求高的用戶總會選擇這種電池,只要是正規(guī)品牌的車輛其實也足夠安全;自燃概率高的大多數(shù)是沒有品牌或自創(chuàng)品牌的組裝車,曾經(jīng)施救過的一輛自燃電動汽車,使用的其實還是鉛酸電瓶。
優(yōu)秀鐵鋰離子電池
LFP磷酸鐵鋰離子電池應(yīng)當(dāng)是最佳選項,原因有三點。
安全性高
耐用性高
能量密度高
優(yōu)秀的鐵電池(汽車用)經(jīng)過非常嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)都不足以煎雞蛋。原因在于極板的復(fù)合材料并不活潑,鐵元素是宇宙中最穩(wěn)定的元素;比如黃矮星在經(jīng)過無數(shù)次聚變反應(yīng)后,最終形成的超大質(zhì)量星體就是個鐵球,鐵元素沒有什么好反應(yīng)的了。
那么在安全性不再有任何顧慮后,這種電池的使用壽命可以是鉛酸的數(shù)十倍;依靠鋰離子的正負(fù)極嵌入與脫嵌,電解液的特殊性又不會出現(xiàn)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(xù)航里程也就有保證了。
重中之重:磷酸鐵鋰離子電池的制造成本可以非常低,低到200元多就能有一度電了,似乎電瓶也沒有這么便宜吧。所以只要鐵鋰離子電池的裝機量能夠快速上升,投入鐵鋰研發(fā)生產(chǎn)的公司越來越多,最終鋰電電動汽車的價格會更低,車輛的綜合品質(zhì)也會越來越高。
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