为什么燃油汽车用铅酸电瓶呢?

2020-09-28      1266 次浏览

随着新能源汽车的普及,锂电池逐渐成为化学电源中人们最关注的类型。这种电池的特点为能量密度普遍很高,使用寿命普遍很长,但是制造成本也是高得离谱。在电动汽车普及之前,电瓶汽车以及燃油动力汽车装备的化学电源为「铅酸电瓶」,这种电池与主流锂电池有什么区别呢?


01


铅酸电瓶优缺点


优点:制造成本低!铅酸的极板采用的材料是「铅与二氧化铅」,电解液为稀硫酸水溶液,壳体是普通的工程塑料。制造电瓶的原材料没有一项会很贵,所以成品电瓶的价格也很低。比如普通的启动电瓶只需要几百元一块,电瓶车使用的驱动型电瓶一组接近1kwh(度)也只是几百元。


缺点:铅酸电瓶的使用寿命非常短,因为在充放电的过程中都有可能造成极板硫化,活性物质也会衰减,同时电解液还会蒸发。所以正常的电瓶只能完整充放电350次左右即会报废,而报废后的电瓶会产生严重的重金属污染(铅污染);然而这种电瓶本身不具备梯次利用和二次制造的价值,同时销售与终端设备又难以管理,于是铅污染确实达到了相对严重的程度。


02


锂电池优缺点


钛酸锂太贵


镍钴锰偏贵


镍钴铝安全性差


磷酸铁锂最平均


上述四类锂电池是目前动力电池,以及智能设备储能电池的主流类型。钛酸锂因原材料成本太高已经被淘汰,镍钴铝全球只有一家美系造车新势力车企使用,水平之低也是有目共睹的。那么剩下的两种有没有可能取代铅酸电瓶呢?


NCM(镍钴锰)概率不高,因为钴元素的价格难以稳定,其主要出口国为非洲战乱频仍的刚果。所以这种电瓶一度电就要达到1.5k左右,普通的启动电瓶也得有0.6kwh左右(12V-65Ah标准),那么更换电池就会让价格倍数级提升了。而且NCM的能量密度是铅酸电瓶的4~5倍,在高温的发动机舱内难以保证足够的安全,这也是NCM不能替代铅酸电瓶的原因。


LFP(磷酸铁锂)电池可以实现,只是还需要较长的时间。这种电池的制造成本越来越低了,因其核心元素没有重金属(贵金属);非常优秀的LFP也只需要四五百元1kwh,普通一些适合作为启动电池使用的LFP其实两三百元就能买到一度(供应商价格标准)。所以这种能量密度仍然有铅酸电瓶3~4倍,而且非常安全的电池是有希望换代铅酸的。


重点:LFP电池的稳定性非常之高,其极板材料的特殊性决定了短路、过充或高温环境不会释放过量氧气,在实验室观摩的结果为强制短路也没有高温。LFP的安全性远超NCM,使用寿命又能达到数千次完整重放SOC在80%左右;如果用这种电池作为启动电瓶,可以说燃油车终身都不用考虑换电瓶了。然而优秀的LFP目前供给电动汽车都不够,所以升级还需要时间。


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