要想弄清这个问题,我们要了解什么是铅酸蓄电池以及锂离子电池。
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,是一种电极重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、60V、72V等。
锂离子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,锂离子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。锂离子电池随之进入了大规模的实用阶段。
如此看来,锂离子电池发展较晚,应属于后起之秀,这也解释了为何市场上铅酸电池所占份额大于锂离子电池。不懂那么多专业术语的我们,怎么分辨二者差别呢?
首先我们从体积来看,同等电量下铅酸电池的体积比锂离子电池要大得多。但从使用寿命来看,锂离子电池的使用寿命比铅酸电池高出3倍以上,使用时间一般在4年左右,而铅酸电池一般也就1年左右(很多用户发现新电池六七个月后出现跑不远的问题,这往往跟电池硫化有关)。铅酸电池价格相对便宜,且可以进行修复,延续使用寿命。铅酸电池的组装辅材和外部电路系统成本低,所以从使用成本上比锂离子电池便宜的多。但是从长远看,尤其是快递外卖等对电池续航要求比较高,车辆要求轻便跑的远、电池使用频繁的的用户,还是推荐锂离子电池。况且在新国标背景下,锂离子电池符合电动汽车自身硬性要求。
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。而锂离子电池,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,毕竟成本高,设备昂贵,人工成本占到制作成本的40%,而铅酸蓄电池的人工成本一般为10%~20%。价格大概是铅酸电池价格的三倍左右,但是锂离子电池轻便,使用寿命长,而且符合新国标电动汽车要求,从长远来看性价比和实用性明显优于铅酸电池、
锂离子电池和铅酸电池的安全性问题一直是用户争议的一个点,有人说锂离子电池比铅酸电池更安全,但有人却想的恰好相反。从电池结构来说,目前锂离子电池包基本都是18650电池进行封装,而铅酸电池则基本上也是密封性能很好的免维护性铅酸电池,两者的危险系数基本相当。到底谁更安全,往下看就了解了!
从电池的安全防护角度来看,18650电芯上都设计有安全阀,不仅可以释放内部过大压力,还会物理断开电池与外界的电路连接,相当于将该电芯物理隔断,以保证电池包其它电芯的安全。另外,锂离子电池包通常都会配备BMS保护板,它能够精准控制电池包中每一颗电芯的状态,直接从根源上解决过充过放的问题。
锂离子电池BMS电池管理系统就可以给电池供应十足的保护,功能就包括:充/放电高低温保护;单节过充/过放电压保护;充/放电过流保护;电芯均衡;短路保护;充电提醒等等。
锂离子电池包的电解液为锂盐与有机溶剂的混合溶液,其中商用的锂盐为六氟磷酸锂,该材料在高温下易发生热分解,并与微量的水以及有机溶剂之间进行热化学反应,降低电解液的热稳定性。
动力锂离子电池重要用磷酸铁锂,磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂相同结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件。锂离子电池包安全性较之已大有改善。
相反,铅酸电池缺乏BMS系统保护。铅酸电池在安全防护上除了安全阀之外似乎就乏善可陈,BMS保护几乎不存在,很多劣质充电器甚至都无法做到充满后断电,安全保障上与锂离子电池相去甚远。再配上劣质充电器,不出事儿是你人品好。
电动汽车自燃爆炸常有发生,多数都是电池充放电造成的,有专家解释,铅酸蓄电池的充电时间过长,充电到末期,两极转化为有效物质后,假如再继续充电,就会出现大量的氢、氧气体。当这种混合气体浓度在空气中占4%时,又来不及逸出,假如排气孔堵塞或气体太多,遇到明火就会发生爆炸,轻则损坏蓄电池,重则伤人、损物。也就是,铅酸电池一旦过度充电,将提高爆炸的几率。而目前市面上的铅酸电池并没有做任何的过充保护,这就让充电中的尤其是充电末期的铅酸电池危险性极高。