几种电池谁会成为新国标电动车的选择?是石墨烯电池、铅酸电池还是锂电池呢?
来源:宝鄂实业
2019-03-26 09:04
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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。
答案当然是否定的。现在,我们一起来看看如何将铅酸电动车可以改成锂电池的。以48V铅酸电池为例,第一步,打开电池的四角螺丝,小心的打开上盖,可以看到里面是4块12V的铅酸电池。第二步,记清楚电池线路后,就用电烙铁将电线从电池的取下,操作中要注意防止电池短路。第三步,然后将旧电池全部取出后,将锂电放入。装电池的时候,里面有些突出的小塑料是隔开原来的铅酸电池,这个一定得去除,要不以后要磨坏新电池的。第四步,将电池上的接线柱联接,然后用电工胶布包裹好。
不过,要注意的是原铅酸电池在更换锂电池时,必须要求与原车电池电压相符,容量可以加大,续航时间更长。即使是相同容量,锂电池续航里程和寿命也会更长。其次,要注意的是原充电器不可充锂电,需要单独购买或定做专用充电器。
当然,也有人会问控制器、电机这些需要更换吗?换锂电池,只要电压一样,容量大点反而是好事情。电动车容量随便加,只要电压不变,电机和控制器影响不大。当然,也有一个问题,假如锂电池本身质量有问题,那么很可能就会烧坏控制器。
既然锂电池优势这么多,为什么不建议将铅酸电池换成锂电池呢?
第一,锂电池的制作成本高,制作设备昂贵人工成本占到制作成本的40%左右,价格大概是铅酸电池的三倍左右。其三倍的价格带来的性价比并不高,颇给人华而不实的感觉,并且锂电池难以回收,再利用率不高。
第二,由于锂电池体积小,组装时有多只锂电池串联而成,在运输和使用时,可能造成某个焊点断开或虚焊,这是锂电池连接时的通病。
第三,锂电本身的大电流放电特性就是短板,想想拥堵道路的频繁启动, 电池寿命也会大大降低。
最重要的原因是锂电池存在起火爆炸安全隐患,谁也不会愿意买个“定时炸弹”放在身下。尤其是在消费者在不知情的情况下网淘一些劣质锂电池,在电动车这种密封条件不是太好,容易潮湿导致接触不良等原因引发安全隐患。也许有人会说,现在,锂电池技术飞速发展了,不会出现这种问题,但是谁也无法保证这种问题就不会发生。
在我看来,虽然锂电池与铅酸电池相比,同样的重量与体积,锂电池所储存的电容量一般要比铅酸电池高出3倍左右。但是对一个作为代步工具的电动车来说,其实作用也是有限,因为目前不少铅酸电池其续航能力也有了大幅提升,已减少了锂电池与铅酸电池之间的差距。再加上新国标的颁布,限速25km/h等几项规定,消费者对电动车追求也不会太苛刻,而让消费者多花几倍的钱去买单,相信也没有多少人愿意。