从重量能量密度、体积能量密度、使用寿命等角度分析锂电池

多数人在购车之前肯定会比较关心价格以及电动车最重要的部件电池。市面上的电池不外乎两种：铅酸电池和锂电池，这也很大程度决定了整体价格，铅酸电池便宜，锂电池贵，这就让许多消费者对锂电池望而却步，选择铅酸电池。

　　目前卖电动车的地方，无论是电池品牌、款式或者是品牌都纷繁多样，而铅酸电池和锂电池占据主导位置，下面小编通过对比让你更清楚这两者的关系与区别。

　　通常情况下，铅酸电池组重量在16-30公斤，体积较大；而锂电池重量一般在2.5-3.0公斤，体积相对较小，所以骑行轻便、搬运也方便。从质量上来看，两者的好坏很难界定，不过消费者可以根据自己的实际需要来购买正规厂家生产的品质好的电池。

　　锂电池的正极材料、负极材料、集流体、隔膜、电解质等主材成本比铅酸蓄电池高很多。而铅酸蓄电池的组装辅材和外部电路系统成本极低。

　　由于制作工艺的原因，锂电池的人工成本比较大。在制造成本中，锂电池人工成本占40%以上， 而铅酸蓄电池的人工成本一般为10%～20%。

　　锂电池生产用的机械设备昂贵，价值较高，机械设备折旧损耗较大。 锂电池在生产中大部分过程是不可逆的，而铅酸蓄电池是可逆修复和再次使用的。铅酸蓄电池使用之后的回收价值在40%以上， 而锂电池的回收价值几乎是零。

　　锂电池无论是体积比能量，还是重量比能量，锂电池均比铅酸蓄电池高出3倍以上。锂电池体积 更小、重量更轻。循环寿命长。锂电池用于电动车的循环寿命一般在800次以上，采用磷酸铁锂正极材料的锂电池可以达到2000次左右，超出铅酸蓄电池1.5～5倍。这大大降低了锂电池的使用成本 ，延长了使用寿命，提高使用便利度。 具有较宽的充电功效范围。这是锂电池具有的独特优点。在需要时，可以使充电时间控制在20min～1h，充电效率达到84%以上。在进一步技术创新的基础上，这 一特性将得到更好的发挥。

　　我们知道，一般对比储能产品要从重量能量密度、体积能量密度、使用寿命、价格、适用性、国家政策等角度来进行：

　　重量能量密度

　　目前的锂电池能量密度一般在200~260wh/g，铅酸一般在50~70wh/g，那么重量能密度锂电池就是铅酸的3~5倍，这就意味着相同容量的情况下，铅酸电池是锂电池的3~5倍，所以在储能装置轻量化上，锂电池占居绝对优势。

　　体积能量密度

　　锂电池的体积容量密度通常是铅酸电池的1.5倍左右，所以相同容量的情况下，锂电池比铅酸电池体积要小30%左右。

　　使用周期

　　目前较为流行的材料体系是三元和铁锂，三元动力型锂电池循环次数通常在1000次以上，磷酸铁锂电池的循环次数在2000次以上，铅酸电池的循环次数通常只有300~350次左右，所以锂电池的使用寿命是铅酸电池的3-6倍左右。

　　价格

　　目前锂电池在价格上较铅酸要贵，大约是3倍左右，但是结合使用寿命分析，投入相同的成本，仍然是锂电池使用周期要长一些。

　　适用性

　　锂电池因为安全性较铅酸电池要稍差，所以在使用中需要做好各种安全预防工作，比如防止外力或事故对锂电池造成损坏，因为这可能会引起着火或爆炸；目前锂电池的温度适用性也很好，所以在其他适应性方面，锂电池也毫不逊色于铅酸电池。

　　国家正策

　　铅酸电池因为生产环节或废弃电池对环境造成的危害是相当严重的，所以从国家政策导向来讲，已经在限制铅酸电池的扩大再投资，或在某些领域限制铅酸电池的使用，未来锂电池替换铅酸电池的趋势会越发明显，进度也会逐渐加快。

为了区分这块锂离子电池的正负级，电工必备的家用万能表派上用场了。先调好刻度及正负线的，刻度指针调在DC档的20V量程，因为估计这块锂电池的电压在3V到5V之间

　　用正负线分别接触锂电池两端，完全没反应，应该是正负级接反了。

　　把正负级对调位置，发现电池电压显示是3.85V，也就得到了我要的锂离子电池的正负级了。

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电池组不能充电

电池组在充电时充不进电，可分为以下几种原因：充电器接反或充电器故障；保护板保护未恢复或保护板故障；电池组与用电器外部断路。

针对以上不良现象处理时依次查找：充电器是否接反、电池组充电正负极插头是否接反；重启用电器解除保护板保护、测量保护板MOS管是否有驱动电压；查找接线连接是否松动断开。

02

电池组不能放电

电池组使用时不能正常放电，有以下几种原因：电池组电压低保护板保护或控制器保护；保护板或控制器损坏；放电正负极接反；线路断开或开关未打开。

针对以上不良可采取给电池组充电、查找保护板或线路连接的问题来解决。

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电池组充不饱

电池组在循环使用过程中，充电时未到电池组的整体切断电压充电就停止。这种情况是由于电池组的单串电量或容量不一致，电量高或容量低的先充饱被保护板保护使得其他串 的电池电没有充饱就停止充电过程。

这种情况可用均衡充电器给电池组重新充电使每串的电压保持一致，如果容量差异大就必须更换差异大的电池。但是最主要的是电池组装前一定要对电芯进行容量检测配对分容，否则出现单串落伍再重新拆解很麻烦。

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续航里程短

电池组使用时很快就放完电了，这种情况出现的原因有：电池没有充饱电；单串电压容量差异大；电池组微短路或电池组自放电大导致电池组刚充饱电量就被消耗光了。

针对以上不良可对电池组重新充电或替换不良电芯来处理。

05

电池组低压

电池组的整组电压只有标称电压的一半或者负电压，这种情况一般出现在电池组刚组装好时，出现原因为电池组连接错误正负极接反或者个别电池没有完全连接；如果是电池组充饱电后正常但静置或使用一段时间后马上低压，这种情况可能是电池自放电大或者电池组有微短路的情况。

出现标称电压低或负电压必须重新正确接线。出现充饱电马上低压的情况则须更换不良的电池。

06

电池组温度高

电池组在充电或者放电时候温度异常高、烫手，这种情况可能是由于电池组中出现了高内阻电池或者电池组有微短路情况导致电池组充放电时的温度升高。

电池组长期高温工作非常危险出现这种情况必须更换不良电池或者修复微短路线路。

07

电池组循环寿命短

电池组在承诺的使用时间内寿命终止，这种情况是因为电池组的一致性差或者电池组个别串联电池性能特别差，使得电池组在充电时充不饱，放电时又放不完。

这种情况只能挑选不良电芯重新更换。

08

电池组使用中突然停止工作

电池组使用中突然停止工作，可能原因是电池电放完了，到了保护板或者控制器的最低下限电压，保护板或者控制器停止工作；或者持续工作电流太大（如电动车在载重启动或爬坡时）超过了保护板的设计保护电流或控制器的持续电流使保护板或控制器停止工作，这都会使得电池组突然停止工作。

以上情况可给电池组充电或重启用电器或者重新调整参数更换保护板，、控制器来解决。

09

电池组漏液、起火

电池组在使用过程中有液体溢出，或者电池组使用中突然起火。这种情况并不多见但出现后非常危险。漏液也可能会导致起火爆炸，因为溢出来的电解液六氟磷酸锂是有机溶剂，燃点非常低，出现原因是电芯水分没有完全烘干导致电芯内部有副反应产生气体冲开安全阀，后者电芯盖帽封口不良防护差。起火的原因，可能是电池内部或外部短路、漏液，电池组接近火源而包材不防火等。

如果电池仅为漏液更换漏液电池就好，如果电池组起火的话必须用灭火器、消防沙等将其盖灭，不能用水、衣服等灭火，因为水为导体，衣服易燃。

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电池组爆炸

电池组静止或使用中爆炸，这种情况跟电池组起火一样绝少出现，但后果严重。出现原因也是因为外部或者内部长时间短路造成。外部的短路相当于瞬间的超大电流放电，超过电芯保护板的极限，内部产生的气体瞬间喷出，非常危险。内部短路而隔膜密闭效果差也会发生爆炸。

对于预防外部短路可采用保护板来规避，保护板都有短路和过流保护功能可完全消除这一风险，但是电池内部短路就必须选用正规厂家合格电芯来消除了。

终上所述，电芯选材，pack工艺、充电器、保护板问题、线路连接以及使用不当等问题都可能使电池组出现故障，尽量规避这些隐患，确保电池组的安全使用。