锂离子电池和铅酸电池有什么优劣势?哪种更适合电动汽车?

2021-04-26      904 次浏览

铅酸电池(VRLA),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。铅酸电池放电状态下,正极重要成分为二氧化铅,负极重要成分为铅;充电状态下,正负极的重要成分均为硫酸铅。


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等。


2何为锂离子电池


锂离子电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。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。随着科学技术的发展,现在锂离子电池已经成为了主流。


锂离子电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。


铅酸电池优缺点


优点:


价格便宜,同时自带可回收再利用属性,在用坏之后可以去电动汽车店里以旧换新,补差价便可换一组新的电池,把损失降到最低,对使用者是个不小的福利。抗击打能力强,即使摔坏稍微修补一下就能继续使用。


缺点:


首先就是铅酸电池的体积和重量都很大,重量一般在16-30kg,其次是铅酸电池一般情况下深充深放电在400次以内,有记忆,使用寿命在2年左右(大多情况下在1.5年以内)。并且铅酸电池里面包含液体,电池消耗一段时间后,假如发现电池发烫的厉害或者充电时间变的短了,就要补充液体。


锂离子电池优缺点


优点:


体积小、重量轻,综合比较铅酸电池,锂离子电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量约是铅酸电池重量的1/3。相同体积的锂离子电池更比铅酸电池的容量要高,体重的降低使得电动汽车续航能力新增大概10%左右。


充放电方面,锂离子电池耐用性较铅酸电池强,在常温下使用,锂离子电池可以持续充电48小时不会出现电池膨胀漏液破裂等事故,容量保持在95%以上。并且在专用充电器下,可以进行快速充放电。深充电深放电超过500次,而且还是无记忆,一般寿命基本在4到5年左右。


缺点:


锂离子电池的制作成本高,制作设备昂贵人工成本占到制作成本的40%左右,价格大概是铅酸电池的二倍左右。并且锂离子电池的回收价值不高,国内的回收环境也比较混乱,大部分锂离子电池用坏了只能扔了,或者找个地方埋了。


而劣质锂离子电池,在电动汽车这种密封条件不是太好,容易潮湿导致接触不良等原因引发可能存在的安全隐患。


使用寿命


铅酸电池:


铅酸电池的使用寿命在400次左右循环充放电。


锂离子电池:


锂离子电池平常我们接触的就非常多了,以手机为例,一部手机在使用1-2年后,续航能力虽不如以前,但很少有人会在两年内考虑更换电池。


众所周知,我们的手机都是在电量低于20%的时候发出警示,大部分人都会在这个时候选择为手机充电,而从20%-100%充满我们只使用了0.8次循环充放电,按照这个频率我们两年内对锂离子电池的循环充放电次数为365/0.8=584次。


成本分析


在电动汽车还能正常行驶的情况下,大概比较铅酸电池和锂离子电池的更换成本。


虽然铅酸电池更换成本高,但是每次更换后,电动汽车的续航可是满血复活了;而锂离子电池虽然没有更换,但是随着电池容量的不断缩减续航会降低。


尤其在电动汽车新国标大背景下,假如你买了一台电动汽车只骑行了一年就换掉(快递外卖等使用频次高的情况除外),那么选购采用铅酸电池的电动汽车是比较划算的;假如你不考虑换车,那么从第二年更换电池开始,铅酸电池的低成本优势就变得微乎其微,等到了第三年再次更换电池的时候,铅酸电池的成本就明显超过了锂离子电池。


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