鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1078次 | 2021年05月12日
鉛酸電池和鋰離子電池如何區(qū)分?
低速電動(dòng)汽車在沒(méi)有國(guó)家政策和資金的支持下,完全依靠市場(chǎng)的需求而發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)業(yè)。在新能源電動(dòng)汽車行業(yè)扮演了一定的角色。然而目前低速電動(dòng)汽車絕大多數(shù)使用的是發(fā)展成熟的鉛酸電池作為動(dòng)力,很少采用鋰離子電池作為動(dòng)力。低速電動(dòng)汽車采用鉛酸電池作為動(dòng)力的原因很大程度上是因?yàn)槟壳霸诔杀具@塊鉛酸電池具有競(jìng)爭(zhēng)性的優(yōu)勢(shì)。而且鉛酸電池發(fā)展比較成熟,性能穩(wěn)定,安全性比較好。所有這些都是讓低速電動(dòng)汽車在動(dòng)力鋰電池的技術(shù)路線上選擇了鉛酸電池。
關(guān)于低速電動(dòng)汽車選擇鉛酸電池作為動(dòng)力源,在經(jīng)濟(jì)成本上雖然有很大的優(yōu)勢(shì),但是存在巨大環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于低速電動(dòng)汽車的解禁,以及建立標(biāo)準(zhǔn)情況,2016年四月十四日,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)在其網(wǎng)站上對(duì)2016年第一批擬立項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目公開(kāi)征求意見(jiàn)。2016年第一批擬立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),《四輪低速電動(dòng)乘用車技術(shù)條件》被放在立項(xiàng)欄目中。其中意見(jiàn)欄目中很明確的提出低速電動(dòng)汽車使用鋰離子電池作為動(dòng)力是門(mén)檻。此意見(jiàn)一推出有兩方面的聲音其一是支持低速電動(dòng)汽車鋰電化,其二是維持低速電動(dòng)汽車使用鉛酸電池。兩方面在技術(shù)路線的選擇上都有充分合理的理由來(lái)證明技術(shù)路線選擇的合理性。在選擇動(dòng)力鋰電池這塊本人比較傾向選擇鋰離子電池。無(wú)論從技術(shù)還是從運(yùn)營(yíng)管理方面來(lái)講,選擇鋰離子電池作為動(dòng)力必定會(huì)成為低速電動(dòng)汽車發(fā)展的趨勢(shì)。
鉛酸電池的結(jié)構(gòu)
鉛酸電池的正極材料重要是由PbO2組成,負(fù)極材料重要是Pb組成,電解液通常是稀硫酸。在放電過(guò)程中遵循雙硫酸鹽反應(yīng)規(guī)則,正負(fù)極材料上都有PbSO4晶粒生成,鉛酸蓄電池的標(biāo)稱電壓是2V,理論比能量是166.9Wh/kg,實(shí)際比能量為35~45Wh/kg。由于電解液存在的導(dǎo)電性,使得鉛酸電池存在自放電和充電的時(shí)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。
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(fù)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(méi)有根本性的創(chuàng)新和突破。在制備工藝的改進(jìn)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(méi)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(fēng)險(xiǎn)。在低速電動(dòng)汽車使用的復(fù)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(fù)極材料流失到環(huán)境中去,對(duì)環(huán)境造成一定的污染。
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%
就目前來(lái)講,鉛酸電池的制備從上游的鉛礦,以及各種加廠產(chǎn)業(yè)鏈比較完善,競(jìng)爭(zhēng)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(guó)產(chǎn)化率都是比較高,所以產(chǎn)品價(jià)格比較低,在低速電動(dòng)汽車上使用非常具有成本優(yōu)勢(shì)。
鋰離子電池的結(jié)構(gòu)
鋰離子電池重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。正極材料重要是鋰的活性物質(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(fù)極材料重要是負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6,基本是性能和化學(xué)穩(wěn)定性比較好的碳材料,石墨、碳纖維、玻璃碳等等,在負(fù)極材料方面石墨烯由于其優(yōu)異的充放電性能,越來(lái)越多的受到各個(gè)鋰離子電池廠家以及投資機(jī)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,目前國(guó)內(nèi)最大生產(chǎn)電解液的廠家是以多氟多(002407)為代表的一類廠家。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(jī)溶劑,導(dǎo)電率非常弱。使得鋰離子電池的自放電性很小。在充電的時(shí)候允許大電流充電。所以一般鋰離子電池的充電能夠達(dá)到1C。
鋰離子電池的生產(chǎn)工藝目前來(lái)講已經(jīng)很成熟,但是在正負(fù)極材料、隔膜這些核心材料方面國(guó)產(chǎn)化依然還有很長(zhǎng)的路要走。隨著裝配工藝的不斷進(jìn)步和發(fā)展以及國(guó)內(nèi)大量的資本涌向鋰離子電池產(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(kāi)工的鋰離子電池廠家將會(huì)在未來(lái)兩年建成投產(chǎn),勢(shì)必會(huì)造成鋰離子電池的產(chǎn)量過(guò)剩,價(jià)格必定會(huì)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,鋰離子電池價(jià)格必將會(huì)到達(dá)一個(gè)低速電動(dòng)汽車接受的水平。更重要的是鋰離子電池本身的材料結(jié)構(gòu)決定其不會(huì)存在對(duì)環(huán)境污染的巨大風(fēng)險(xiǎn)。
鋰離子電池的優(yōu)秀性能,假如能在價(jià)格上跟鉛酸電池出現(xiàn)正面競(jìng)爭(zhēng),將會(huì)給低速電動(dòng)汽車的續(xù)航里程,充電使用帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響,甚至?xí)?duì)該產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的影響。關(guān)于鋰離子電池具有價(jià)格成本優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于低速電動(dòng)汽車上面本人持有樂(lè)觀態(tài)度。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
比較完鉛酸電池和鋰離子電池的結(jié)構(gòu),在低速電動(dòng)汽車使用方面,動(dòng)力鋰電池會(huì)出現(xiàn)的污染點(diǎn)重要有以下幾種情況:
1、車體出現(xiàn)顛覆或者是碰撞受損。在這種情況下,鉛酸電池極容易出現(xiàn)電解液泄露,鉛酸電池內(nèi)部的一些材料出現(xiàn)泄露。而鋰離子電池車輛由于制造工藝與鉛酸電池存在很大差異,出現(xiàn)泄露的情況十分有限甚至是可以忽略。
2、使用過(guò)程中某一兩個(gè)電池出現(xiàn)問(wèn)題的更換。在此環(huán)節(jié)很容易出現(xiàn)更換之后隨意丟棄的現(xiàn)象。在這種情況下電池極容易成為污染源。相比于鉛酸電池的用量,以及使用材料,鋰離子電池中不含有重金屬對(duì)環(huán)境出現(xiàn)的影響也不大。而鉛酸電池中的重金屬鉛卻會(huì)對(duì)環(huán)境出現(xiàn)很大的壓力和影響。
3、使用到達(dá)壽命年限的廢舊處理。首先鋰離子電池的充放電次數(shù)要遠(yuǎn)大于鉛酸電池的充放電次數(shù)。使用更換率上鋰離子電池要比鉛酸電池慢得多。即使到了使用年限或者是報(bào)廢條件。鋰離子電池依然有很高的電容量率。還能進(jìn)行儲(chǔ)能使用,進(jìn)入下一輪循環(huán)。而鉛酸電池雖然殘值相比較較高,但是在流通環(huán)節(jié)特別是鄉(xiāng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)以及特定的使用環(huán)節(jié),極容易出現(xiàn)隨意丟棄或者是流通到一些翻新小作坊里面,成為完全失控的狀態(tài)。
隨著低速電動(dòng)汽車的市場(chǎng)上升越來(lái)越大,低速電動(dòng)汽車依靠自身的優(yōu)勢(shì)在新能源電動(dòng)汽車行業(yè)占有一席之地。同時(shí)以其實(shí)用性,低成本,便捷性越來(lái)越受到城鎮(zhèn)居民以及農(nóng)村居民的青睞,特別是改善城鄉(xiāng)居民的出行發(fā)揮了巨大的用途。在村與村,村與鎮(zhèn)之間的基礎(chǔ)物流和基礎(chǔ)客流上從客觀上降低了流通成本。在合適的使用空間上發(fā)揮了巨大的用途。低速電動(dòng)汽車的輕量化發(fā)展方向,大續(xù)航里程的需求也要在動(dòng)力方面采用鋰離子電池來(lái)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
現(xiàn)在鋰離子電池的價(jià)格在一定的時(shí)間之內(nèi)還無(wú)法降低到與鉛酸電池相競(jìng)爭(zhēng)的價(jià)格,但不能否認(rèn)鋰離子電池的價(jià)格正在逐步降低,再有一點(diǎn),國(guó)家對(duì)鉛酸電池的政策性加稅也促進(jìn)鋰離子電池的加快發(fā)展,占領(lǐng)低速電動(dòng)汽車這塊迅速上升的市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)各大鋰離子電池廠家產(chǎn)量擴(kuò)大,進(jìn)入有序的激烈競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)必會(huì)帶來(lái)物美價(jià)廉的動(dòng)力鋰離子電池。在《四輪低速電動(dòng)乘用車技術(shù)條件》的征求意見(jiàn)中,將鋰離子電池作為動(dòng)力鋰電池的基本要求。也是國(guó)家層面也在正視低速電動(dòng)汽車這個(gè)能夠改善民生的市場(chǎng)。工作溫度范圍寬
電動(dòng)自行車鋰離子電池可在-25度到55度范圍內(nèi)工作,其電容量可達(dá)標(biāo)稱容量的70%,而鉛酸電池只能在10度到40度范圍內(nèi)工作,在-25度時(shí)不能正常工作。
由于電動(dòng)自行車鋰離子電池具有可大電流充電的特性,因此充電時(shí)間只要4-5小時(shí),而鉛酸電池則要8至10小時(shí)。無(wú)對(duì)環(huán)境有害的重金屬鉛,屬于高環(huán)保型的產(chǎn)品。