解析石墨烯电池、铅酸电池、锂电池，谁会成为新国标电动车的选择呢？
来源：宝鄂实业
2019-03-17 10:42
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提起电动车电池，大家耳熟能详的无外乎这三种电池，铅酸电池、锂电池以及近几年比较火的石墨烯电池。那么，你认为当新国标正式实施后，未来电动车会选择哪种电池？对于这个问题，我们先来看看每种电池的特点。
铅酸电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。其电极是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜，缺点是比能低、使用寿命相对较短和需要经常维护。不可否认，以目前市场来看，铅酸电池占据着主导地位。
一般来说，锂离子电池主要包括正极、负极、隔膜和电解液四个组成部分。正极材料一般都是一些富锂的层状化合物，目前常见的商用正极材料主要有钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、磷酸铁锂（LiFePO4）以及三元材料（LiMnxCo1-x-yNiyO2）等。与铅酸电池相比，锂电池相对轻巧，携带方便，能量密度更高，而寿命相对要长很多，但是价格更贵，稳定性差。
所谓的石墨烯电池，可以理解为我们平时说的黑金电池，其是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。作为目前最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。同时，石墨烯聚合材料电池的重量仅为传统电池50%，成本将比锂电池低77%。从性能来看，全石墨烯锂电池充电一次，耗时也不超过10分钟。（一般行业都是直接将电极掺杂的石墨烯的石墨基储能材料直接统称为石墨烯电池，并非全石墨烯）
从特点来看，石墨烯电池的综合性能是最好的，但是为什么没有成为主导呢？石墨烯在电池上的应用，主要是和硅结合在电池负极里面代替原来的石墨，这样可以提升电池的整体容量和充电速度，但性能提升效果有限。另一方面虽然目前，很多企业都推出过黑金电池，但是大多在这一领域处于探索的阶段，而其价格又相对较高，所以这也是其得不到重大应用的原因之一。另外，石墨烯污染较为严重，墨烯生产需要用到大量的硫酸，处理也很麻烦。简单来说，第一，价格；第二，技术；第三，处理麻烦。
我们再看新国标的出台，其对电动自行车速度、重量等都有明确的规定，这意味着大型铅酸电池将逐渐失去市场，而小型铅酸电池短时间内会迎来一定的发展。但随着环保整顿的推进，铅酸电池还会出现向锂电池过渡的情况，而锂电车必然会迎来一波爆发期。又有人会说了，石墨烯电池呢？虽然石墨烯电池拥有很多铅酸电池和锂电池没有的优点，但是，其想成为主导，其技术必须得到突破性的发展。因此，我个人更看好小型铅酸电池和锂电池在未来新国标电动车上的应用。
一、锂电池包与铅酸蓄电池区别简述
锂电池：是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
蓄电池：是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。
二、从重量能量密度、体积能量密度、使用寿命、价格、适用性、充电、国家政策、环保型等角度来进行分析
①重量能量密度
铅酸电池组重量在16-30公斤，体积较大;而锂电池重量一般在2.5-3.0公斤，体积相对较小。目前的锂电池包能量密度一般在200~260wh/g，铅酸一般在50~70wh/g，那么重量能密度锂电池就是铅酸的3~5倍，这就意味着相同容量的情况下，铅酸电池是锂电池的3~5倍，所以在储能装置轻量化上，锂电池包占居绝对优势。
②体积能量密度
锂电池包的体积容量密度通常是铅酸电池的1.5倍左右，所以相同容量的情况下，锂电池比铅酸电池体积要小30%左右。
③使用寿命
磷酸铁锂正极材料的锂电池可以达到2000次左右，超出铅酸蓄电池1.5～5倍。这大大降低了锂电池的使用成本 ，延长了使用寿命，提高使用便利度。铅酸电池的循环次数通常只有300~350次左右，所以锂电池的使用寿命是铅酸电池的3-6倍左右。
④价格
目前锂电池在价格上较铅酸要贵，大约是3倍左右，但是结合使用寿命分析，投入相同的成本，仍然是锂电池包使用周期要长一些。
⑤适用性
锂电池包因为安全性较铅酸电池要稍差，所以在使用中需要做好各种安全预防工作，比如防止外力或事故对锂电池造成损坏，因为这可能会引起着火或爆炸;目前锂电池的温度适用性也很好，所以在其他适应性方面，锂电池也毫不逊色于铅酸电池。
⑥国家正策
铅酸电池因为生产环节或废弃电池对环境造成的危害是相当严重的，所以从国家政策导向来讲，已经在限制铅酸电池的扩大再投资，或在某些领域限制铅酸电池的使用，未来锂电池包替换铅酸电池的趋势会越发明显，进度也会逐渐加快。
⑦充电速度
锂电池具有较宽的充电功效范围，这是锂电池具有的独特优点。在需要时，可以使充电时间控制在20min～1h，充电效率达到84%以上。而铅酸电池现在无此性能。
⑧环保性能
磷酸铁锂电池包不含任何重金属与稀有金属，无毒，无论在生产及使用中均无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池。而铅酸电池中却存在着大量的铅，在其废弃后若处理不当，仍会对环境造成二次污染。
三、锂电池的缺陷
●同样电压同样容量的锂电池价格要比铅酸蓄电池贵一倍左右。
●由于锂离子电池组成物质非常活跃，若使用错误将会出现电解液分解、燃烧甚至爆炸的重大事故。
●低温下电池性能明显恶化，放电平台下降、输出功率减小、可用电量衰减等。
