汽车上的铅酸电瓶很笨重,现在锂电池技术这么成熟,为什么没有厂家把它换成锂电池呢?
锂电池与铅酸蓄电池相比,锂电池的能量密度高、寿命长、体积小、重量轻等优点,被人们寄予替代铅酸电池的厚望。三年前,有业内专家预测,在汽车领域,锂电池在2015年可以替代大约20%的铅酸电池,五年内可以实现大约替代30%的铅酸电池。然而时值今日,锂电池实际替代铅酸电池不到10%,而未来两年内要实现目标看来是非常的艰难。据最近行业协会领导预测的数据显示:今年锂电车的销量约300万辆,而整个电动车产销量约3200万辆。
究其原因主要有以下几点:
【锂电池性价比优势并不突出】
据众多经销商反映:采用国产锂电池的车型,返修率居高不下。国内实力雄厚的锂电池企业与一般的中小锂电池企业(pack)工厂制造出来的锂电池其返修率竟然低到5%,高到13%左右的差距,价格十分的悬殊:以锰系材料的48V12Ah约500元/组左右,镍钴锰三元材料的锂电池48V12Ah约650元/组左右。但是pack锂电池48V12Ah只有约320元/组左右。但是这种pack锂电池使用不到一年,电池容量大大衰减,已经无法再使用。而锰系材料和三元材料的锂电池与铅酸相比,除了体积小与重量轻之外,其余并没有多大的优势,其使用达到2年以上,电池的衰减程度已经无法满足行驶长距离的要求。
【返修时间过长严重制约了消费者的使用】
一旦出现锂电池的故障进行返修,时间长则一个星期左右,甚至有的更长,让消费者等待得不耐烦,失去了使用的信心。其原因是,经销商无法维修或更换锂电池内部出现问题的电芯,一定要通过快递运送到制造企业,通过专业设备来进行电池的维修。这是制约锂电池大规模替代铅酸电池的关键之一。
【锂电池过于“娇贵”,无法像铅酸电池那样经得起折腾】
锂电车在使用过程中,经不起摔扔撞击,一旦锂电池遭到刺穿,或者剧烈撞击把锂电池摔坏,锂电池就有可能会产生燃烧与爆炸;锂电池对充电器的要求很高,不能像铅酸电池那样随便,一旦电流过大,击穿锂电池内的保护板就有可能产生导致燃烧甚至爆炸。
现在的电动汽车普遍采用锂电池作为动力电池,而特斯拉ModelS采用的是松下18650组成的电池组,单个这种电池比平常的5号电池大一些,也称为三元锂电池,而市面上还有一种主流的锂电池叫做磷酸铁锂电池,例如比亚迪,就专精这类电池。
市面上还有一种叫做A123的锂电池,这种电池实际上也是磷酸铁锂电池的一种。它主要在制造工艺上采用了纳米工艺等,增加了电池充放电能力。我国万向集团就收购了A123公司,进而收购了赖以该电池为动力基础的菲斯克(Fisker)汽车公司。
菲斯克Karma
三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。所以一般18650电池都会有一层钢壳保护,由于特斯拉的电池组是由7000块左右的18650电池组合而成,所以,虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护,但是在极端的碰撞事故中,起火隐患还是有的。
而磷酸铁锂电池则要稳定许多,电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧,遭到350℃的高温也不会起火(三元锂电池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸铁锂电池略胜一筹。
三元锂电池的能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子跑的距离也就更远,速度也能更快。特斯拉ModelS充满电的续航里程400多公里呢。
不过,由于三元锂电池需要用大量的单个电池组合起来,所以电池的组的体积十分庞大,相比磷酸铁锂电池相对紧凑的体积,虽然在动力输出方面略胜一筹,但是也不得不承受对于车内空间的影响的副作用。官方标定60km/h等速巡航可达335km的腾势电动车,只采用了144节磷酸铁锂电池。
虽然三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环,但在实际使用中,当进行900次的充放电循环后,电池容量就基本衰减到了55%。也就是说充满电只能跑原来里程的一半。
但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作,不榨光电池的精力,即使经过3000次的充放电循环,电池容量基本还能能够保持在70%左右。但这需要非常优秀的电池管理系统,所以特斯拉才会对自己的电池管理系统这么自豪。
不过,磷酸铁锂电池即便是经过3000次0-100%的充放电使用,容量也才会衰减到80%,所以磷酸铁锂电池的电池管理系统就没那么复杂,也就进一步降低了整车研发成本。图为采用磷酸铁锂电池驱动的比亚迪纯电动大巴车。
其实咱们国家的锂矿、氧化铁磷酸盐储量丰富,制造磷酸铁锂电池有优势。而我国缺乏钴矿,制造必须采用钴元素的三元锂电池会有些困难。所以,我国许多车企(包括电池企业)发展磷酸铁锂电池是很现实的。
所以,现在市面上采用三元锂电池的电动车,动力电池基本都是国外品牌产品(日本松下,韩国SK等),价格也相应要比采用磷酸铁锂电池的车型(同级别)贵一些。
北汽EV200采用了来自韩国SK生产的三元锂电池,理论巡航里程达到200km,而它的前辈车型EV150则采用了磷酸铁锂电池,续航里程仅为150km。
目前由于锂电池产品质量良莠不齐,大量的低端锂电池冲击着市场,使得经销商对锂电车企业的选择格外的小心谨慎,弄不好哪家制造企业一年半载之后就关门跑路,采购进来的锂电车就要让经销商全部兜着处理了。