鉅大LARGE | 點擊量:682次 | 2023年02月15日
為什么燃油汽車用鉛酸電瓶呢?
隨著新能源汽車的普及,鋰離子電池逐漸成為化學電源中人們最關注的類型。這種電池的特點為能量密度普遍很高,使用壽命普遍很長,但是制造成本也是高得離譜。在電動汽車普及之前,電瓶汽車以及燃油動力汽車裝備的化學電源為「鉛酸電瓶」,這種電池與主流鋰離子電池有什么差別呢?
01鉛酸電瓶優缺點
優勢:制造成本低!鉛酸的極板采用的材料是「鉛與二氧化鉛」,電解液為稀硫酸水溶液,殼體是一般的工程塑料。制造電瓶的原材料沒有一項會很貴,所以成品電瓶的價格也很低。比如一般的啟動電瓶只要幾百元一塊,電瓶車使用的驅動型電瓶一組接近1kwh(度)也只是幾百元。
缺點:鉛酸電瓶的使用壽命非常短,因為在充放電的過程中都有可能造成極板硫化,活性物質也會衰減,同時電解液還會蒸發。所以正常的電瓶只能完整充放電350次左右即會報廢,而報廢后的電瓶會萌生嚴重的重金屬污染(鉛污染);然而這種電瓶本身不具備梯次利用和二次制造的價值,同時銷售與終端設備又難以管理,于是鉛污染實在達到了相對嚴重的程度。
02鋰離子電池優缺點
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鈦酸鋰太貴
鎳鈷錳偏貴
鎳鈷鋁安全性差
磷酸鐵鋰最均勻
上述四類鋰離子電池是目前動力鋰電池,以及智能設備儲能電池的主流類型。鈦酸鋰因原材料成本太高已經被淘汰,鎳鈷鋁全球惟有一家美系造車新勢力車企使用,水平之低也是有目共睹的。那么剩下的兩種有沒有可能取代鉛酸電瓶呢?
NCM(鎳鈷錳)概率不高,因為鈷元素的價格難以穩定,其重要出口國為非洲戰亂頻仍的剛果。所以這種電瓶一度電就要達到1.5k左右,一般的啟動電瓶也得有0.6kwh左右(12V-65Ah標準),那么更換電池就會讓價格倍數級提升了。而且NCM的能量密度是鉛酸電瓶的4~5倍,在高溫的發動機艙內難以保證足夠的安全,這也是NCM不能替代鉛酸電瓶的原由。
LFP(磷酸鐵鋰)電池可以實現,只是還要較長的時間。這種電池的制造成本越來越低了,因其核心元素沒有重金屬(貴金屬);非常優秀的LFP也只要四五百元1kwh,一般一些適合作為啟動電池使用的LFP其實兩三百元就能買到一度(供應商價格標準)。所以這種能量密度依然有鉛酸電瓶3~4倍,而且非常安全的電池是有希望換代鉛酸的。
重點:LFP電池的穩定性非常之高,其極板材料的特殊性決定了短路、過充或高溫環境不會釋放過量氧氣,在試驗室觀摩的結果為強制短路也沒有高溫。LFP的安全性遠超NCM,使用壽命又能達到數千次完整重放SOC在80%左右;假如用這種電池作為啟動電瓶,可以說燃油車終身都不用考慮換電瓶了。然而優秀的LFP目前供給電動汽車都不夠,所以升級還要時間。
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