新能源汽車電池的壽命是多少年？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-21 11:27
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對于新能源汽車，我想大多數(shù)人擔(dān)心的就是新能源汽車的續(xù)航和壽命這兩個方面。畢竟汽車是我們需要開幾年的代步工具。那么，新能源車到底能開幾年？電池種類目前據(jù)筆者所知新能源汽車所用電池分2種。
對于新能源汽車，我想大多數(shù)人擔(dān)心的就是新能源汽車的續(xù)航和壽命這兩個方面。畢竟汽車是我們需要開幾年的代步工具。那么，新能源車到底能開幾年？
電池種類
目前據(jù)筆者所知新能源汽車所用電池分2種。一種叫磷酸鐵鋰電池，一種叫三元鋰電池。這兩種電池各有優(yōu)缺點(diǎn)，一種循環(huán)壽命長一倍，另一種冬天續(xù)航更長一些。另外，每款車型配備的種類也不同，比如北汽EV200和EV160所配備的電池就不同。基本上來說，車輛續(xù)航的長短與電池容量的大小有關(guān)，容量越大跑的越遠(yuǎn)，充電時間越長。大車可能就配30度的電池，續(xù)航短的就23度的電池等等。
電池壽命
很多準(zhǔn)車主關(guān)心電池是否像手機(jī)電池一樣，用不了多久就帶不住電了？由于目前還沒有人使用新能源電動車太長年限，所以這樣的問題暫不好回答。不過，以車輛廠商提供的數(shù)據(jù)看，電池的壽命都能達(dá)到1000-2000次充放電。以此數(shù)據(jù)作參考，假設(shè)每天完成1次充放電，一年365次，那么理論上電池可以使用3-6年。這里面所提到的電池壽命指的是電池帶電能力下降到原來的70%(此標(biāo)準(zhǔn)無國標(biāo)參考)。另外，在車輛質(zhì)保的5年中，4S會定期對電池進(jìn)行檢測，如發(fā)現(xiàn)有性能降低的模塊，就會建議更換。
新能源汽車的壽命是多少年？
可能還會有朋友關(guān)心，如果真的到5年后需要徹底更換電池，買一塊新電池會不會很貴？以目前看，根據(jù)每輛車電池容量的不同，價格也不同。不過可以肯定的是，價格真不低！基本上能到購車價的80%！但是我們并不用過多擔(dān)心，因?yàn)槿绻娴搅四菚r候，我們不一定去選擇原廠電池。以現(xiàn)在市場上的產(chǎn)品看來，副廠電池價格也就三、四萬元，更何況5年以后價格相信還會更低。另一方面看，以現(xiàn)在電動車廠家的發(fā)展方向看，續(xù)航里程更長、充電速度更快、質(zhì)量更輕的產(chǎn)品是未來幾年的發(fā)展趨勢，新材料新工藝的誕生勢必能讓新能源電動車市場迎來春天。到那個時候，也該咱們換車了。
國家規(guī)定與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
榮威E50、北汽EV200、啟辰晨風(fēng)、騰勢、比亞迪e6、秦、唐……目前在上海銷售的新能源車共有20多個品牌40多種車型，如雨后春筍，蓬勃瘋長。
新能源車的觀望者普遍擔(dān)心，'相比發(fā)動機(jī)，電池不靠譜'，其實(shí)，新能源車發(fā)展至今，電池技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，深圳和北京都有了純電動出租車，媒體此前報道，深圳比亞迪E6的電動出租車開了30萬公里電池也沒壞，充電量也始終維持在80%以上。
為了減輕車主的顧慮，去年8月國家公布首批免征購置稅的新能源車目錄時，特別規(guī)定，目錄中新能源汽車的動力電池、電機(jī)、電控等關(guān)鍵零部件提供不低于5年或者10萬公里的質(zhì)保。
充電方式
如何充電絕對是準(zhǔn)車主首先要考慮的問題。在這之前，筆者先來為大家講述一下充電汽車的3種充電方式：
第一種，快速充電口。此類充電口一般在車頭位置(江淮IEV5相反，下同)，屬于直流充電方式，需要使用大功率快速充電樁。充電時間比較迅速，一般幾十分鐘就能充電到80%。
新能源汽車的壽命是多少年？
第二種，慢速充電口。此類充電口一般在車尾部一側(cè)，同汽油車加油口。此類充電口需要使用慢速充電樁，也就是準(zhǔn)車主最主要考慮安裝的普通充電樁。該充電樁為220V交流輸入，充滿電需要數(shù)小時。一般購車時都會隨車贈送一根充電線，一頭插車上，一頭插慢樁上。
第三種，應(yīng)急充電口。又稱充電寶。部分品牌會隨車贈送一個，大小類似于電動自行車充電器，其中一頭插電動車慢速充電口，另一頭插家庭的三孔插座。對于那些不方便安裝電樁的小區(qū)，但車位距離窗戶又比較近的住戶就非常方便了。只要在窗口拉一根接線板出去就可以給電動車充電。不過這種充電方式會比慢速充電樁更慢一些。
這里要說一下，慢速充電口的接頭是國標(biāo)的，所有車通用，但是并不是所有車都能在一個電樁上充電。具體問題會在下一個問題中介紹。另外，應(yīng)急充電器的插頭為16A插孔。一般家庭插孔是10A的，空調(diào)插孔是16A的。
鈦酸鋰電池是一種用作鋰離子電池負(fù)極材料-鈦酸鋰，可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。此外，它還可以用作正極，與金屬鋰或鋰合金負(fù)極組成1.5V的鋰二次電池。
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
鈦酸鋰（LTO）材料在電池中作為負(fù)極材料使用，由于其自身特性的原因，材料與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體析出，因此普通的鈦酸鋰電池容易發(fā)生脹氣，導(dǎo)致電芯鼓包，電性能也會大幅下降，極大地降低了鈦酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰電池在經(jīng)過1 500-2 000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法正常使用，這也是制約鈦酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。
鈦酸鋰（LTO）電池性能改進(jìn)是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機(jī)整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求，除負(fù)極材料以外，還要針對鋰離子電池的其他關(guān)鍵原材料（包括正極材料、隔膜、以及電解液），同時結(jié)合特殊的工程化工藝經(jīng)驗(yàn)，最終形成了“不脹氣”的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實(shí)現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。
測試數(shù)據(jù)表明，在6C充電，6C放電，100%DOD的條件下，鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25 000次，剩余容量超過80%，同時電芯產(chǎn)生的脹氣現(xiàn)象不明顯，不影響其壽命；而重慶快速充電純電動公交的實(shí)際應(yīng)用情況也表明，在電池成組以后，電性能的表現(xiàn)也相當(dāng)優(yōu)異，可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運(yùn)營。
鈦酸鋰電池優(yōu)點(diǎn)
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
1、安全穩(wěn)定性好
傳統(tǒng)的碳電極在嵌鋰之后一旦過充，電極的表面容易析出金屬鋰，其與電解液接觸發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生可燃性氣體，帶來安全隱患。鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的電勢高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，放電電壓平穩(wěn)，而且，因此提高了鋰電池的安全性能。曾有第三方機(jī)構(gòu)對鈦酸鋰電池進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)苛測試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。因此也有很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為鈦酸鋰十分適合用在對電池穩(wěn)定性要求極高的軍工等領(lǐng)域。
電動汽車的安全穩(wěn)定性能是消費(fèi)者最為關(guān)注的指標(biāo)，無論續(xù)航里程多遠(yuǎn)，如果不能解決安全問題，消費(fèi)者開的不過是一輛裝著不定時炸彈的車子，而鈦酸鋰電池的超安全性能無疑將會受到消費(fèi)者的青睞。
2、快充性能優(yōu)異
與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電。在大大縮短充電時間的同時，對循環(huán)壽命的影響較小，熱穩(wěn)定性也較強(qiáng)。據(jù)測試，最新技術(shù)研發(fā)的鈦酸鋰電池十分鐘左右即可充滿，比傳統(tǒng)的電池有了質(zhì)的飛躍。
充電時間太長一直是電動汽車發(fā)展過程中難以跨越的障礙。一般采用慢充的純電動公交車，充電時間至少要4個小時以上，很多純電動乘用車的充電時間更是長達(dá)8個小時。電動車輛的快速充電是未來的趨勢，消費(fèi)者不愿浪費(fèi)太多時間在等待充電這個環(huán)節(jié)。
3、循環(huán)壽命長
電池循環(huán)壽命決定整個新能源車的性價比，是未來新能源車脫離補(bǔ)貼政策后的主要競爭點(diǎn)。汽車電池循環(huán)壽命的延長，讓消費(fèi)者能夠買得起、養(yǎng)得起。
其他的傳統(tǒng)鋰離子電池，比如磷酸鐵鋰電池，在使用過程中會出現(xiàn)容量大幅衰減、壽命縮短的問題，不僅影響了用戶的正常使用，還增加了電池更換成本。這種不佳的使用體驗(yàn)，很可能讓消費(fèi)者對電動汽車望而卻步，從而不利于新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鈦酸鋰電池則很好地解決了這些問題。
鈦酸鋰電池在充放電時，鋰離子嵌入和脫嵌不會造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化，因此對鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。正因如此，鈦酸鋰也被稱為“零應(yīng)變材料”。鈦酸鋰電池與當(dāng)前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸鐵鋰電池相比，優(yōu)勢十分突出。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)測定，普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次，而鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)3萬次以上，在作為動力電池使用10年之后，可能還能作為儲能電池再用20年。這也意味著，鈦酸鋰電池可以做到與車輛同生命周期，用戶在實(shí)際使用中不用更換電池，幾乎不增加后期成本。
4、耐寬溫性能良好
鈦酸鋰電池的尖晶石結(jié)構(gòu)具有三維鋰離子擴(kuò)散通道，因此鈦酸鋰電池在高低溫性能上的表現(xiàn)也十分優(yōu)異。一般電動汽車在零下10℃時充放電就會出現(xiàn)問題，鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無論是在冰封的北國，還是在炎熱的南方，車輛都不會因電池“休克”而影響工作，消除了用戶的后顧之憂。
鈦酸鋰電池的這些優(yōu)勢，能大幅節(jié)省充電站場地建設(shè)和人員配置成本等，更適合在公交領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，而公交系統(tǒng)正是我國新能源客車推廣應(yīng)用的“主戰(zhàn)場”。來自目前推廣應(yīng)用新能源車比例最高的公交市場的反饋顯示，快充方式更加適合當(dāng)前公交市場的實(shí)際需求。河北邯鄲一家公交企業(yè)應(yīng)用鈦酸鋰電池的新能源公交車運(yùn)營已有兩年多時間，其相關(guān)負(fù)責(zé)人的體會是：“一輛車快充6－10分鐘就可以充滿，駕駛員換班休息的間隙就能充好。”
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
鈦酸鋰電池缺點(diǎn)
鈦酸鋰電池負(fù)極采用鈦酸鋰，相比負(fù)極用石墨的主流鋰電池，市場份額十分小眾。資料顯示，在新能源客車中，鈦酸鋰電池的市場份額占比約為3%，遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰電池88%的市場份額;而在乘用車領(lǐng)域，鈦酸鋰電池則和其他少數(shù)派技術(shù)一起，分享著3%的市場空間。
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流？造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下幾種因素：
1、鋰電池壽命、性能等是受到多個方面的影響，特別是四大材料的影響。鈦酸鋰僅是負(fù)極材料，一個材料再怎么進(jìn)步，也很難因此讓產(chǎn)品產(chǎn)生無可匹敵的優(yōu)勢。更何況正極材料才是影響鋰電池性能最重要的材料。
2、鈦酸鋰電池，最大的劣勢是能量密度低，成本高。特別是能量密度低是因?yàn)樨?fù)極材料鈦酸鋰的原理性能決定，很難有大的突破空間。成本可以通過規(guī)?；档?，而基于原理上的弱點(diǎn)，無法通過技術(shù)來改變。
3、至于鈦酸鋰電池宣稱的使用壽命長，更難被認(rèn)證。電池壽命還受到正極材料、電解液、隔膜、使用溫度等綜合影響。鈦酸鋰做負(fù)極，本身也存在脹氣和長時間使用一致性降低等問題，目前原理上也不能證明太酸鋰電池會比其他電池壽命長。目前磷酸鐵鋰、三元電池，循環(huán)壽命已經(jīng)可以做到2000次以上，按一般等使用頻率看，已經(jīng)可以做到7-10年，隨著技術(shù)的進(jìn)步，存在3000次、4000次也不會太遙遠(yuǎn)，局勢從性能上，已經(jīng)可以使用超過10年甚至達(dá)到20年的使用壽命，將超過汽車的一般的生命周期。鈦酸鋰電池即使做到了長壽命，也沒優(yōu)勢。
4、鈦酸鋰電池做的企業(yè)少，將導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)投入少，從目前電池企業(yè)研發(fā)投入及規(guī)劃投入看，也很少企業(yè)會重點(diǎn)發(fā)展鈦酸鋰電池。未來，其他鋰電池技術(shù)進(jìn)步速度將超過鈦酸鋰電池。
5、戰(zhàn)新產(chǎn)研從產(chǎn)業(yè)趨勢角度看，不要相信國際主流企業(yè)都做不好的技術(shù)，會在中國發(fā)光發(fā)熱。中國基礎(chǔ)研究還遠(yuǎn)達(dá)不到國際先進(jìn)企業(yè)水平，想在國際技術(shù)潮流中撿漏，無異于異想天開。鈦酸鋰電池未來市場空間將十分有限。汽車產(chǎn)業(yè)基本沒有空間，未來汽車產(chǎn)業(yè)的空間將比現(xiàn)在還小。儲能領(lǐng)域可以嘗試，但也絕對不會成為主流，再加上價格高昂，與未來儲能有望用動力電池二次利用的高性價比相比，鈦酸鋰在儲能領(lǐng)域前景也堪憂。
發(fā)展現(xiàn)狀
鈦酸鋰電池為何沒有成為主流_鈦酸鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)詳解
盡管鈦酸鋰電池還存在一些不足，但它在安全性能、充放電以及循環(huán)壽命等方面的顯著優(yōu)勢，直指當(dāng)今市面上其它類型動力電池的痛點(diǎn)。目前，國內(nèi)從事研發(fā)鈦酸鋰電池的企業(yè)有銀隆、微宏動力等，隨著這些企業(yè)對鈦酸鋰研發(fā)力度的加大，一些技術(shù)難題也將會被陸續(xù)突破。
據(jù)了解，已掌握鈦酸鋰核心技術(shù)的銀隆，其所研發(fā)的第四代高能量密度鈦酸鋰電池，與第三代相比成本下降40％，能量密度提高60％。銀隆還掌握了氫鈦研發(fā)這一核心技術(shù)，該技術(shù)將有效解決電池能量密度的問題，目前，銀隆不僅在北京、石家莊、邯鄲、珠海等國內(nèi)30多個城市實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的成功運(yùn)營，還順利進(jìn)入了美國、德國、法國等海外市場。2015年，銀隆全年銷售訂單近7000輛。據(jù)了解，未來銀隆還將通過鈦酸鋰電池和燃料電池的結(jié)合，解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程短的難題。
微宏動力多年來也一直專注于鋰離子動力電池核心材料的研發(fā)，并將鈦酸鋰電池的研發(fā)作為其主要戰(zhàn)略方向。2011年，微宏動力投入了國內(nèi)第一條快充公交線路，到2015年實(shí)現(xiàn)年銷售額15億元。經(jīng)過多年研究，微宏動力選擇了能承受快充大電流、具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰多孔復(fù)合碳做負(fù)極材料，在2013年發(fā)布了第二代快充電池LpCO鋰電池，為了避免快充時高功率電流對電池安全性造成的威脅，結(jié)合了不燃燒電解液、高孔隙率高透氣性隔膜技術(shù)以及STL智能熱控流體技術(shù)，來提升充電的安全性。2016年6月9日，在由英國《金融時報》舉辦的“轉(zhuǎn)型創(chuàng)新商業(yè)獎”的頒獎典禮上，微宏動力榮獲了“低碳城市轉(zhuǎn)型創(chuàng)新成就獎”及“轉(zhuǎn)型創(chuàng)新商業(yè)卓越獎”，成為入選該典禮的唯一一家中國企業(yè)。
盡管外界對鈦酸鋰電池的爭論仍未停止，但爭議并非壞事。讓不同的聲音充分表達(dá)出來，真理才能越辯越明。盡管對鈦酸鋰電池的爭議在某種程度上會影響市場和消費(fèi)者對鈦酸鋰電池的信心，也可能會影響投資決定，但從鈦酸鋰電池所具備的五大優(yōu)勢、未來鈦酸鋰電池技術(shù)方面的持續(xù)突破，以及銀隆、微宏動力等企業(yè)在鈦酸鋰配套汽車方面的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)可以判斷，未來鈦酸鋰電池或?qū)蔀樾履茉雌囯姵丶夹g(shù)的一股“有生力量”。
