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石墨烯电池、铅酸电池、锂电池,谁能成为新国标电动车的选择?

来源:宝鄂实业    2019-03-17 11:40    点击量:
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。
作为汽车的启动电源,铅酸蓄电池一直在该领域占据着统治地位。所以就有人疑惑,可以把铅酸蓄电池换成锂电池吗?其实从技术层面上来说,锂离子电池设计成启动电源是可行的,而且国外也有公司做过了。但是目前来看还是铅酸蓄电池更适合现在的情况,原因待小编细细道来。
 
 
 
 
1、电池性能
 
相比铅酸蓄电池,锂电池的低温性能和大电流性能更弱,这对于启动电源来说是绝对不利的。铅酸蓄电池的放电性能应付更多的恶劣环境,锂电池在低温地区就施展不开了。除了低温,在夏天暴晒状况下,发动机舱六七十度的高温也能轻易让锂电子报废。在大电流性能方面,汽车在启动时的瞬间电流大都在200A以上,锂电池在高倍率下性能会迅速下降。
 
 
 
 
2、技术成本
 
作为能否推广的决定性因素,铅酸蓄电池比锂电池成本低。同样容量,铅酸电池技术发展成熟,电极材料、电解液、装配环境要求低,以致于成本降低,而锂电池工艺制备复杂,要控制防尘要求、相对湿度、精度,这样算下来成本要比铅酸蓄电池贵3倍以上。
 
 
 
 
3、安全程度
 
启动电源瞬间释放的热量让汽车会处于一个危险的境地,在“电池性能”里也提过,锂电池在高温下容易报废起火。铅酸电池大电流性能好,在发生危险时材料不易燃。锂电池用石墨作为材料,易燃性肯定是高的。
 
 
 
 
4、电池寿命
 
如果锂电池安全躲过了夏季的高温和冬季低温的“折磨”,但是如果你需要经常用车的话,锂电池就会被动长期处于满电状态。而锂电池本身就不适合长期处于满电状态,否则就影响电池寿命。