究竟是买锂电池的电动车好，还是买铅酸电池的电动车好呢？
来源：宝鄂实业
2019-04-19 23:02
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要想弄清这个问题，我们需要了解什么是铅酸蓄电池以及什么是锂电池。
铅酸蓄电池源自于法国人普兰特于1859年发明，已经历了近150年的发展历程，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V。在应用中，经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池。还有24V、36V、48V等。
锂电池的发明者是爱迪生，虽然发明时间较早，但由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
如此看来，锂电池发展较晚，应属于后起之秀，这也解释了为什么市场上超过百分之九十的电池都是铅酸电池。不懂那么多专业术语的我们，怎么分辨二者区别呢？
首先我们从体积来看，同等电量下铅酸电池的体积比锂电池要大得多。但从使用寿命来看，锂电池的使用寿命比铅酸电池高出1.5-2倍，使用时间一般在4年左右，而铅酸电池只有2年。也正因如此，锂电池的价格高昂，没有回收价值，而铅酸电池价格相对便宜，且可以进行修复，延续使用寿命。且铅酸电池的组装辅材和外部电路系统成本极低，所以从使用成本锂电池要贵的多。
用类比法，铅酸电池就好比一辆中规中矩的经济类型的国产车，又硬又耐撞，还便宜，有点问题修补一下就行，不会心疼，真不行还能回炉重造。而锂电池，就好比一辆进口高档小轿车，给你最佳的行车体验，最持久的续航力。但是身板娇嫩，舍不得剐蹭一下，毕竟成本太高了，设备昂贵，人工成本占到制作成本的40%，价格大概是铅酸电池价格的三倍左右，三倍的价格带来的性价比并不高。且锂电池不可回收，用完只能扔，最重要的是锂电池存在起火爆炸的隐患。
其实，电池本身并没好坏，关键在于研制成果和监管制度。将来锂电的监管制度会逐渐完善，成本也会随科技的进步而逐渐降低，但就目前来说，仍然是铅酸电池更值得考虑。
基于嵌入式反应机理，锂离子在正极材料(一维离子通道的橄榄石，二维通道的层状材料和三维通道的尖晶石正极材料)和负极石墨负极材料(层状结构)中的扩散系数普遍比水系二次电池中的异相氧化还原反应的速率常数低数个数量级。而且，有机电解液的离子电导率比水系二次电池电解液(强酸或者强碱)低两个数量级。
锂电池：“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。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电的负极表面有一层SEI膜，实际上锂电的倍率性能很大程度上受到锂离子在SEI膜中扩散的控制。由于有机电解液中粉末电极的极化相对水系要严重得多，在高倍率或者低温条件下负极表面容易析锂而带来严重的安全隐患。另外，在大倍率充电条件下，正极材料的晶格容易受到破坏，负极石墨片层同样也可能受到损害，这些因素都将加速容量的衰减，从而严重影响动力电池使用寿命。
因此，嵌入式反应的本质特征决定了锂离子电池并不适合高倍率充电。研究结果已经证实，快充快放模式下单体电池的循环寿命将大幅下降，并且在使用后期电池性能显著衰减。
当然了有读者可能会说，钛酸锂(LTO)电池不是可以大倍率充放电吗？钛酸锂的倍率性能可以从其晶体结构和离子扩散系数得到解释。但是，钛酸锂电池的能量密度很低，其功率型用途是依靠牺牲能量密度取得的，这就导致了钛酸锂电池单位能量($/Wh)成本很高，低性价比决定了钛酸锂电池不可能成为锂电发展的主流。事实上，日本东芝SCiB电池这几年低迷的销售态势已经说明了问题。
在电芯层面，可以从极片工艺和电芯结构设计角度来改善倍率性能，比如将电极做得比较薄或者增加导电剂比例等措施都是常用的技术手段。更有甚者，甚至有厂家采用取消电芯中的热敏电阻并且加厚集流体这样的极端办法。而事实上，国内很多动力电池公司都将其LFP动力电池在30C甚至50C的高倍率数据作为技术亮点。
笔者这里要指出的是，作为测试手段无可厚非，但是电芯内部到底发生了哪些变化才是关键。长时间高倍率充放，也许正负极材料结构已经被破坏，负极早已析锂，这些问题需要使用一些原位(In-Situ)的检测手段(比如SEM,XRD和中子衍射等)才能搞清楚。很遗憾的是，这些原位检测手段在国内电池企业几乎没有应用的报道。
点击查看源网页笔者这里还要提醒读者注意锂电充电和放电过程的区别，与充电过程不同的是，锂电在较高的倍率下放电(对外做功)对电池造成的损害并没有快充那么严重，这点跟其它水系二次电池类似。但是对电动汽车的实际使用而言，高倍率充电(快充)的需求无疑要比大电流放电更加迫切。
上升到电池组的层面则情况将更加复杂，在充电过程中不同单体电池的充电电压和充电电流并不一致，必然造成动力电池的充电时间要超过单体电池。这就意味着虽然采用常规充电技术也能在30分钟内将单体电池充电至容量的一半，但电池组肯定会超过这一时间，这在一定程度上意味着快速充电技术的优势并不是十分明显。
