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現在鋰離子電池這么普及,汽車上笨重的電瓶為何不換成鋰離子電池呢?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年04月14日  

鋰離子電池與鉛酸蓄電池相比,鋰離子電池的能量密度高、壽命長、體積小、重量輕等優點,被人們寄予替代鉛酸電池的厚望。三年前,有業內專家預測,在汽車領域,鋰離子電池在2015年可以替代大約20%的鉛酸電池,五年內可以實現大約替代30%的鉛酸電池。然而時值今日,鋰離子電池實際替代鉛酸電池不到10%,而未來兩年內要實現目標看來是非常的艱難。據最近行業協會領導預測的數據顯示:今年鋰電車的銷量約300萬輛,而整個電動汽車產銷量約3200萬輛。


究其原因重要有以下幾點:


【鋰離子電池性價比優勢并不突出】


據眾多經銷商反映:采用國產鋰離子電池的車型,返修率居高不下。國內實力雄厚的鋰離子電池公司與一般的中小鋰離子電池公司(pack)廠制造出來的鋰離子電池其返修率竟然低到5%,高到13%左右的差距,價格十分的懸殊:以錳系材料的48V12Ah約500元/組左右,鎳鈷錳三元材料的鋰離子電池48V12Ah約650元/組左右。但是pack鋰離子電池48V12Ah只有約320元/組左右。但是這種pack鋰離子電池使用不到一年,電池容量大大衰減,已經無法再使用。而錳系材料和三元材料的鋰離子電池與鉛酸相比,除了體積小與重量輕之外,其余并沒有多大的優勢,其使用達到2年以上,電池的衰減程度已經無法滿足行駛長距離的要求。


【返修時間過長嚴重制約了消費者的使用】


一旦出現鋰離子電池的故障進行返修,時間長則一個星期左右,甚至有的更長,讓消費者等待得不耐煩,失去了使用的信心。其原因是,經銷商無法維修或更換鋰離子電池內部出現問題的電芯,一定要通過快遞運送到制造公司,通過專業設備來進行電池的維修。這是制約鋰離子電池大規模替代鉛酸電池的關鍵之一。


【鋰離子電池過于嬌貴,無法像鉛酸電池那樣經得起折騰】


鋰電車在使用過程中,經不起摔扔撞擊,一旦鋰離子電池遭到刺穿,或者劇烈撞擊把鋰離子電池摔壞,鋰離子電池就有可能會出現燃燒與爆炸;鋰離子電池對充電器的要求很高,不能像鉛酸電池那樣隨便,一旦電流過大,擊穿鋰離子電池內的保護板就有可能出現導致燃燒甚至爆炸。


現在的電動汽車普遍采用鋰離子電池作為動力鋰電池,而特斯拉ModelS采用的是松下18650組成的電池組,單個這種電池比平常的5號電池大一些,也稱為三元鋰離子電池,而市面上還有一種主流的鋰離子電池叫做磷酸鐵鋰離子電池,例如比亞迪,就專精這類電池。


市面上還有一種叫做A123的鋰離子電池,這種電池實際上也是磷酸鐵鋰離子電池的一種。它重要在制造工藝上采用了納米工藝等,新增了電池充放電能力。我國萬向集團就收購了A123公司,進而收購了賴以該電池為動力基礎的菲斯克(Fisker)汽車公司。


菲斯克Karma


三元鋰離子電池假如內部短路或是正極材料遇水,都會有明火出現。所以一般18650電池都會有一層鋼殼保護,由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成,所以,雖然特斯拉給電池組進行了全方位的保護,但是在極端的碰撞事故中,起火隱患還是有的。


而磷酸鐵鋰離子電池則要穩定許多,電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒,遭到350℃的高溫也不會起火(三元鋰離子電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰離子電池略勝一籌。


三元鋰離子電池的能量密度大,電壓更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車子跑的距離也就更遠,速度也能更快。特斯拉ModelS充滿電的續航里程400多公里呢。


不過,由于三元鋰離子電池要用大量的單個電池組合起來,所以電池的組的體積十分龐大,相比磷酸鐵鋰離子電池相對緊湊的體積,雖然在動力輸出方面略勝一籌,但是也不得不承受關于車內空間的影響的副用途。官方標定60km/h等速巡航可達335km的騰勢電動汽車,只采用了144節磷酸鐵鋰離子電池。


雖然三元鋰離子電池的理論壽命是2000次充放電循環,但在實際使用中,當進行900次的充放電循環后,電池容量就基本衰減到了55%。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。


但假如每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環中工作,不榨光電池的精力,即使經過3000次的充放電循環,電池容量基本還能能夠保持在70%左右。但這要非常優秀的電池管理系統,所以特斯拉才會對自己的電池管理系統這么自豪。


不過,磷酸鐵鋰離子電池即便是經過3000次0-100%的充放電使用,容量也才會衰減到80%,所以磷酸鐵鋰離子電池的電池管理系統就沒那么復雜,也就進一步降低了整車研發成本。圖為采用磷酸鐵鋰離子電池驅動的比亞迪純電動大巴車。


其實咱們國家的鋰礦、氧化鐵磷酸鹽儲量豐富,制造磷酸鐵鋰離子電池有優勢。而我國缺乏鈷礦,制造必須采用鈷元素的三元鋰離子電池會有些困難。所以,我國許多車企(包括電池公司)發展磷酸鐵鋰離子電池是很現實的。


所以,現在市面上采用三元鋰離子電池的電動汽車,動力鋰電池基本都是國外品牌產品(日本松下,韓國SK等),價格也相應要比采用磷酸鐵鋰離子電池的車型(同級別)貴一些。


北汽EV200采用了來自韓國SK生產的三元鋰離子電池,理論巡航里程達到200km,而它的前輩車型EV150則采用了磷酸鐵鋰離子電池,續航里程僅為150km。


目前由于鋰離子電池產品質量良莠不齊,大量的低端鋰離子電池沖擊著市場,使得經銷商對鋰電車公司的選擇格外的小心謹慎,弄不好哪家制造公司一年半載之后就關門跑路,采購進來的鋰電車就要讓經銷商全部兜著處理了。


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