鉅大LARGE | 點擊量：2075次 | 2020年07月16日
電動車選鉛酸電池好還是鋰電池好？
關(guān)于電動車鋰電池爆炸的新聞屢見不鮮了。近年來電動自行車電池起火誘發(fā)的火災事故逐步呈現(xiàn)不斷上升趨勢，之前就寫過一篇關(guān)于鋰電池滅火方法的文章《鋰電池爆炸起火應該怎么滅火？水滅鋰電池起火最正確但要注意電壓》。多起鋰電池爆炸事故，再次把鋰電池推上了風口浪尖。不得不讓人懷疑，在新國標時代下，鋰電池接替鉛酸，鋰電池的穩(wěn)定性、安全性到底如何來保障？
一種聲音認為，鑒于新國標、輕量化等多種因素，鉛酸取代鋰電勢在必行，另一種聲音反駁道，盡管鋰電池在輕量化方面有著天然的優(yōu)勢，但鋰電池安全性能無法保障，未來幾年鉛酸電池或仍然是主流！那么對電動車用戶來說，鉛酸電池和鋰電池到底該怎么選呢？
一，鉛酸電池和鋰電池的結(jié)構(gòu)解析（該章節(jié)比較專業(yè)，非專業(yè)用戶可以跳過看第二節(jié)），
1、鉛酸電池的結(jié)構(gòu)
鉛酸電池（VRLA）的正極材料主要是由PbO2組成，負極材料主要是Pb組成，電解液通常是稀硫酸。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，遵循雙硫酸鹽反應規(guī)則，正負極的主要成分均有硫酸鉛（PbSO4）晶粒生成，鉛酸蓄電池一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V。在應用中，經(jīng)常用6個單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標稱是12V的鉛酸電池。還有24V、36V、48V等。理論比能量是166.9Wh/kg，實際比能量為35～45Wh/kg。由于電解液存在的導電性，使得鉛酸電池存在自放電和充電的時候不允許大電流充電，所以一般鉛酸電池的充電都限制在0.3C以下。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鉛酸電池的生產(chǎn)工藝比較成熟，在該技術(shù)上雖然有很多公司在正負極材料的制備工藝上有很多的創(chuàng)新和突破，但是使用材料的基礎(chǔ)技術(shù)卻沒有根本性的創(chuàng)新和突破。在制備工藝的改進創(chuàng)新基礎(chǔ)上鉛酸電池的蓄電能力，自放電性，以及耐充電性能都得到一定的改善。但是并沒有發(fā)生質(zhì)的的變化。鉛酸電池本身使用的材料存在一定的污染環(huán)境的風險。在低速電動車使用的復雜工況環(huán)境下極有可能出現(xiàn)電解液泄露，或者是其他的情況致使鉛酸電池中的正負極材料流失到環(huán)境中去，對環(huán)境造成一定的污染。
就目前來講，鉛酸電池的制備從上游的鉛礦，以及各種加工廠產(chǎn)業(yè)鏈比較完善，競爭也比較充分，再加上行業(yè)發(fā)展的技術(shù)成熟程度包括產(chǎn)業(yè)設(shè)備的國產(chǎn)化率都是比較高，所以產(chǎn)品價格比較低，在低速電動車上使用非常具有成本優(yōu)勢。
2、鋰電池的結(jié)構(gòu)，
鋰電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。正極材料主要是鋰的活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料（俗稱三元），磷酸鐵鋰等活性鋰合物質(zhì)。負極材料主要是負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6，基本是性能和化學穩(wěn)定性比較好的碳材料，石墨、碳纖維、玻璃碳等等，在負極材料方面石墨烯由于其優(yōu)異的充放電性能，越來越多的受到各個鋰電池廠家以及投資機構(gòu)的關(guān)注。電解液通常是溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液，目前比較熱的鋰離子電池的能量密度約在100～150Wh/kg左右，顯然比鉛酸電池高出很多。由于電解液使用的是有機溶劑，導電率非常弱。使得鋰電池的自放電性很小。在充電的時候允許大電流充電。所以一般鋰電池的充電能夠達到1C。
鋰電池的生產(chǎn)工藝目前來講已經(jīng)很成熟，但是在正負極材料、隔膜這些核心材料方面國產(chǎn)化依然還有很長的路要走。隨著裝配工藝的不斷進步和發(fā)展以及國內(nèi)大量的資本涌向鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈。關(guān)鍵的原材料不斷在有所突破，再加上最近兩年大量的新開工的鋰電池廠家將會在未來兩年建成投產(chǎn)，勢必會造成鋰電池的產(chǎn)能過剩，價格必定會出現(xiàn)跌落。隨著資本的密集投入，上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完善，鋰電池價格必將會到達一個低速電動汽車接受的水平。更主要的是鋰電池本身的材料結(jié)構(gòu)決定其不會存在對環(huán)境污染的巨大風險。
二、鋰電池和鉛酸電池優(yōu)缺點的區(qū)別對比，
一般對比儲能產(chǎn)品要從重量能量密度、體積能量密度、使用壽命、價格、安全適用性、國家政策等角度來進行：
1、體積和重量上：鋰電池比鉛酸電池更輕便，
一般情況下，相同體積的鋰電池的容量可以達到鉛酸電池的2到3倍。這個就是涉及到重量能量密度概念，目前的鋰電池能量密度一般在200~260wh/g，鉛酸一般在50~70wh/g，那么重量能密度鋰電池就是鉛酸的2-3倍，這就意味著相同質(zhì)量的情況下，鉛酸電池是鋰電池的2-3倍，所以在儲能裝置輕量化上，鋰電池占居絕對優(yōu)勢。
2、體積上：相同容量的情況下，鋰電池比鉛酸電池體積要小30%左右。因為，鋰電池的體積容量密度通常是鉛酸電池的1.5倍左右，
3、使用周期和電池壽命：鋰電池的使用壽命是鉛酸電池的2-3倍左右，當下鉛酸電池使用壽命為2年左右，循環(huán)充放電一般為300次內(nèi)，而鋰電池循環(huán)充放電超過500次以上，普遍壽命在3年以上，還有鋰電廠家提出了3年質(zhì)保。鋰電池如果合理使用，不太經(jīng)受高溫，三年內(nèi)幾乎沒有太大的電池損耗，蓄電池一兩年后電瓶蓄電能力就下降很多。
4、價格：目前鋰電池在價格上較鉛酸要貴，大約是3倍左右，但是結(jié)合使用壽命分析，投入相同的成本，仍然是鋰電池使用周期要長一些。
5、安全性和適用性：鋰電池因為安全性較鉛酸電池要稍差，所以在使用中需要做好各種安全預防工作，比如防止外力或事故對鋰電池造成損壞，因為這可能會引起著火或爆炸；
關(guān)于電動車的鋰電池的的爆炸威力，杭州消防聯(lián)合青桔實驗室曾經(jīng)做了一次電動自行車電池實驗，工作人員選取了電動自行車常用的錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池來進行實驗。方塊狀的是錳酸鋰電，圓筒形的是磷酸鐵鋰電池。
工作人員采用穿刺的方法，將電池內(nèi)部隔膜損壞，造成正負極短路?？梢钥吹?，磷酸鐵鋰電池短路后馬上冒出了煙，持續(xù)時間1分鐘。
（磷酸鐵鋰電池）
而在錳酸鋰電池實驗中，穿刺1分鐘后，電解液反應更加明顯一些，不斷往外流，冒煙的時間持續(xù)五分鐘。
（錳酸鋰電池）
錳酸鋰電池相較磷酸鐵鋰電池，雖然能量密度更高、續(xù)航能力更久，但一旦發(fā)生短路，危害也更大。
（錳酸鋰電池）
（磷酸鐵鋰電池）
為了安全起見，這次實驗用的是廢舊鋰電池，事實上充滿電的鋰電池著火，危險程度可能會比大家實驗里看到的更高。實驗結(jié)論：電動車電池在使用過程中要盡量避免出現(xiàn)劇烈的震動。第二個要盡量避免過充，充完要及時拔掉。第三是不要在室內(nèi)充電，室內(nèi)一旦起火，對于人員疏散是非常大的難題。（該實驗不代表本人觀點，僅僅引用參考）
從以上五個方面分析來看，鉛酸鋰電難分伯仲，對價格實用性更敏感的用戶可以選擇鉛酸電池，更在乎電池性能的可選擇鋰電池，性能更優(yōu)。但鋰電池有一個重大問題急需解決，那就是安全性！鋰電池安全問題不容忽視，任何一個正規(guī)的鋰電池品牌都會對產(chǎn)品進行嚴格的實測，然后才上市銷售，因此，無論消費者還是經(jīng)銷商，一定要選擇正規(guī)的鋰電池品牌，其次需要良好的使用習慣來保障，選電池切勿貪便宜，生命可貴！另外，做生意，除了人身安全問題，嚴重影響經(jīng)營信譽，得不償失。
綜上，鉛酸電池和鋰電池哪個好？鉛酸電池和鋰電池各有各的好，雖然鋰電池有很多優(yōu)勢，但以目前來看，其技術(shù)還不夠完善，初期的產(chǎn)品往往還達不到成熟。而鉛酸電池技術(shù)經(jīng)過歲月的沉淀，更加成熟，價格也更便宜，就目前來看相對更好點。但是，鋰電是電池行業(yè)的未來走向，2016年4月14日，國家標準化管理委員會在其網(wǎng)站上對2016年第一批擬立項國家標準項目公開征求意見?！端妮喌退匐妱映擞密嚰夹g(shù)條件》被放在立項欄目中。其中意見欄目中很明確的提出低速電動汽車使用鋰電池作為動力是門檻。國家對鉛酸電池的政策性加稅也促進鋰電池的加快發(fā)展，占領(lǐng)低速電動汽車這塊迅速增長的市場。國內(nèi)各大鋰電池廠家產(chǎn)能擴大，進入有序的激烈競爭勢必會帶來物美價廉的動力鋰電池。技術(shù)也在一步一步改進完善，在提高性價比和安全度后，相信以后是能夠代替鉛酸電池的。
三，電動車電池電壓的選擇，
電壓升高會帶來兩個最大的缺點：安全和電氣部件設(shè)計難度。但直流電比同電壓的交流電更加危險，各國法規(guī)不同，一般規(guī)定小于等于36V或者48V的直流電才被認為是安全電壓，超過60V的電壓就已經(jīng)可以對人體產(chǎn)生傷害。歐盟電氣法規(guī)中，高于48V的產(chǎn)品都是需要額外的電氣安全認證的。建議選擇低壓的，
四，電動車更換電池需要注意事項，
1、在電動車上牌或者更換電池的過程中，一些不法商販為了節(jié)約成本，對電瓶或充電器偷梁換柱，使消費者產(chǎn)品存在安全隱患，這就要去有信譽度的正規(guī)廠家處更換購買。
查看電動車電池產(chǎn)品標志是否齊全，包括制造廠名、產(chǎn)品規(guī)格型號、制造日期、商標；查看內(nèi)外標志是否一致，尤其要檢查產(chǎn)品本體是否有醒目標識，生產(chǎn)日期。電動車電池的外觀。查看是否有變形、裂紋、劃痕及漏液痕跡。電池接線端子上應干凈，無銹蝕，標志應清晰
2、電池型號和電動車匹配，
鉛酸電池和鋰電池同等容量電壓更換是可行的，但是要考慮電池的大小是否還能裝在原來的位置，有沒有突出來或被擠壓，因為擠壓和受潮會使電池內(nèi)部受損發(fā)生短路的現(xiàn)象。另外，電壓等要和電池馬達匹配。
3、電池品牌型號不匹配
電動車合格證上登記的品牌型號與實際使用的電動車電池品牌型號不匹配，存在以次充好或者使用翻新電池代替原裝電池的可能，容易引發(fā)自燃等安全隱患。
4、必須使用符合電池種類的充電器
鉛酸電池和鋰電池容量電壓相同，也不能亂用充電器，因為兩種電池需要的各階段充電電壓電流不相等。因此，選購與電池配套的、帶自動控制的智能型充電器。鉛酸電池充電時，充電器電壓高。而鋰電池技術(shù)要求較高，所以充電時，充電器采用恒流恒進行壓充，鉛酸充鋰電會導致過充，有爆炸的危險。
5、購買電動車時，務必要檢查是否在電動自行車產(chǎn)品目錄中，切勿貪圖便宜，購買非法組裝的電動車。
6、切勿非法改裝電動車。
一輛電動自行車發(fā)生自燃，據(jù)車主稱，其曾改裝過電瓶，或為引發(fā)火災原因。幸虧在警方和市民的配合下，及時撲滅火勢，沒有造成人員傷亡。
以上是關(guān)于電動車電池的有關(guān)知識科普，電動車選鉛酸電池好還是鋰電池好？期望在選購電車和更換電池的時候，對你有參考
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