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提到纯电动汽车电池,很多人担心电池寿命和电池价格

来源:宝鄂实业    2019-03-29 14:24    点击量:
Johnson之前为大家推荐过不少新能源车,每次在评论里都会看到有朋友讨论电池寿命与价格的问题,Johnson认为,任何一个新生事物,都有发展的过程,就像电视机刚上市时很贵、电脑未普及时很贵、燃油车刚普及时很贵是一个道理,那么,新能源车的电池寿命和价格到底怎么样?我们一起来看一下。
 
 
我们以目前纯电动汽车市场上应用最广泛的三元锂电池和磷酸铁锂电池作为基础,来进行分析:
 
磷酸铁锂电池
 
 
磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,安全性较高,循环寿命可以达到2000次以上,但我们依然把循环寿命按80%来测算,就是1600次。
假设一台电动车的实际续航里程是200km,继续按80%测算,就是160km,在这样双80%情况下,依然可以确保25.6万公里的总使用里程,在总里程上再打个8折,至少也是20.48万公里。
这也就解释了使用磷酸铁锂电池的比亚迪E6出租车为什么大部分都在35万公里左右换电池,而根据了解,更换电池的费用在3-5万元之间。
 
三元锂电池是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。与磷酸铁锂相比,三元锂电池能量密度更高,低温放电性更好、充电效率更高。因此,是目前纯电动汽车的主流电池。
三元锂电池的循环寿命可达1500次左右,还是按80%来测算,就是1200次,假设一台电动车的实际续航里程可以达到200km,继续按80%测算,就是160km,在这样双80%的情况下,最大可达到19.2万公里的总里程,在总里程上再打个8折,依然还有15.36万公里。
根据了解,比亚迪王朝系列的唐、宋等车型更换电池的费用在5万元左右。而特斯拉就要贵得多,加上运输、关税、电池价格,总共需要30余万元。
 
 
随着行业的发展,电池技术的逐步成熟,电池的使用寿命会变得更长,更换价格会变得更低;
对于家庭用车来说,三元锂电池和磷酸铁锂电池的额定循环寿命都远远超过了用户的实际使用习惯,也超过了目前我国消费者平均的换车周期,因此在使用寿命上可以完全放心。
如果问Johnson买车是考虑纯电动还是燃油车,我的答案是都不买,我更愿意选择一台插电式混动或增程式车。
磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。
 
意义
 
截止本人增补此词条(2013年4月24日),金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。
 
作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。
 
结构与工作原理
 
LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。
 
LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
 
主要性能
 
LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。
 
磷酸铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较,也在表中列出其他种类可充电电池性能。这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。
 
磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。这里再介绍一种目前应用较广的小型标准圆柱形封装的磷酸铁锂动力电池的参数。其外廓尺寸:直径为18mm、高650mm(型号为18650),其参数性能如表2所示。
 
过放电到零电压试验
 
采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。
 
试验的结果是,零电压存放7天后电池无泄漏,性能良好,容量为100%;存放30天后,无泄漏、性能良好,容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环,容量又恢复到100%。
 
这试验说明该电池 即使出现过放电(甚至到0V),并存放一定时间,电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。

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