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铅酸电池、锂电池,谁会成为新国标电动车的选择?

来源:宝鄂实业    2019-03-28 11:46    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。
电动车和铅酸电池,这两者的发展可以说是相辅相成。即便现在锂电池的占比越来越大,但铅酸电池依旧是电动车最主要的电池品类。
 
 
大众青睐电动车,最根本的原因就是电动车的低成本的易用性。
 
目前市面上销售量最大的简易款车型,其均价基本都在2000元左右,续航里程在30-50Km区间,完全能够满足民众日常出行代步的实际需要。
 
相比锂电池车型,铅酸电池车型普遍价格会低800-1000元左右(同等规格),对于电池规格较大的电摩品类车型,铅酸车型的价格优势更加明显。
 
 
 
除了价格优势,铅酸电池的安全性和易用性也毫不逊色与锂电池车型。
 
由于锂电池的自身属性,一旦电芯出现热失效的情况,整个电池包都将会处于一个危险的状态,我们也没少看到电动车电池起火甚至爆炸的新闻,这其中锂电池包占了大多数。
 
而铅酸电池则几乎不存在热失效的麻烦(尤其是在放电阶段),即便鼓包的话也并不会在安全性上出现什么麻烦。
 
也正是得益于价格和安全性上的优势,铅酸电池几乎垄断了电动车的电池市场,而近20年的发展也形成了如今一套完整的生产-销售-回收产业链条。
 
电动车新国标强力带动锂电车型爆发
 
在长达20年的发展历程中,铅酸电池以其价格和安全优势牢牢占据了电动车电池市场的头把交椅,但这一局面随着电动车新国标的颁布而出现转机。
 
新国标严格限定了电动自行车的整车重量,而对于铅酸电池来说,电池自重偏大(或者说能量密度过低)无法在现有的技术框架下获得突破,那么如果新国标车型想要沿用铅酸电池,只能以牺牲续航为代价。
 
以48V12Ah铅酸电池为例,通常该规格电池的重量在16Kg以上,这意味着整车不含电池重量要控制在38Kg以下,并且整车的尺寸还不能超过标准,这对于车辆设计提出了极大挑战。
 
所以,当新国标内容公布的时候,很多人断定,这将会成为铅酸电池产业衰落的转折点。
 
之后各大品牌也根据新国标要求推出过一些车型,但新车型已经全部改用锂电池,整体售价也随之翻了一番。
 
目前电商平台中,目前可以在北京正常上牌的电动自行车价格已经来到了2500-3000元左右,且全部为锂电车型。
 
不要高估新国标对铅酸电池产业的冲击
 
我们需要承认,新国标将会对铅酸电池产业带来很大的冲击,但是我们也不能高估这种影响。
 
首先,电动车产业中,不仅仅有电动自行车品类,我们也需要看到轻便电摩和电摩品类不算增长的市场份额。
 
由于新国标只是针对电动自行车,而电摩品类并没有对整车重量加以限制,所以之前使用铅酸电池的豪华款和小包车,只要其它方面符合电摩和轻便电摩的标准就行了,铅酸电池完全可以正常使用。
 
 
 
其次,铅酸电池产业很大,电动车使用的动力铅酸电池仅占到铅酸电池整体市场份额的1/4,起动型铅酸电池(也就是燃油车中俗称的电瓶)才是大头,占比接近50%,而储能型和其它类型铅酸电池占比约为1/4。
 
所以,单单电动自行车品类对于铅酸电池行业整体的影响不会超过10%。
 
电动两轮车全面锂电化 还有很多问题待解决
 
锂电池未来能取代铅酸电池,我坚信这一点,但如果要给出一个时间点,那笔者只能说,5年内都不要想。