什么是鋰電池，同容量鋰電池與鉛酸電池誰(shuí)跑得更遠(yuǎn)？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-31 14:38
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各大車企紛紛在電動(dòng)車領(lǐng)域展開(kāi)角逐，力圖滿足市場(chǎng)及用戶的需求。沃爾沃承諾，自2019年起，旗下所有新車型都將配備一款電機(jī)。
如今的電機(jī)采用有現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念，其結(jié)構(gòu)緊湊，能效極高，可實(shí)現(xiàn)零排放，但若要為車輛提供動(dòng)力，車企不得不為電機(jī)搭配一款電池，而這恰恰是當(dāng)前電動(dòng)車推廣應(yīng)用受限的癥結(jié)所在。
鋰離子電池對(duì)電動(dòng)車推廣的制約
如今，大多數(shù)電動(dòng)車都采用了鋰離子蓄電池組，鋰電池在智能手機(jī)、平板電腦及筆記本電腦等設(shè)備中也有廣泛的應(yīng)用。據(jù)全球知名咨詢公司——麥肯錫的研究表明，從2010年起至今，電動(dòng)車車載鋰離子蓄電池組的價(jià)格下跌了近80%，但其售價(jià)依然昂貴。
通用旗下雪佛蘭Bolt搭載的蓄電池組的售價(jià)超過(guò)1.57萬(wàn)美元（約合12,150英鎊），其售價(jià)占到了整車售價(jià)的四成以上。據(jù)麥肯錫透露，欲使電動(dòng)車的售價(jià)跌至汽油車的價(jià)位，或許還需要耗費(fèi)10年甚至更久。
盡管電機(jī)的能效要高于內(nèi)燃機(jī)，但電池的儲(chǔ)能只占到汽油、柴油等化石燃料（fossil fuel）的一小部分。如今有的電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程數(shù)甚至只有100英里左右。
最后，即使最終鋰離子電池的售價(jià)下跌，但其仍存在安全問(wèn)題。該類電池需要進(jìn)行冷卻，避免出現(xiàn)電池過(guò)熱的情況，更何況其所含液態(tài)電解質(zhì)具有易燃性。若電池受損，極易將其引燃。
車企的應(yīng)對(duì)之道
美國(guó)能源部的材料科學(xué)家兼Battery500聯(lián)盟的董事Jun Liu表示：“談到電動(dòng)車，就不得不考慮其成本、能量密度及安全性，這三點(diǎn)相當(dāng)至關(guān)重要。”該聯(lián)盟投入了5000萬(wàn)美元，力圖提升鋰離子電池的性能，并得到特斯拉及IBM兩大公司的支持。
“Battery500”中的500意為：將鋰離子電池的能量密度翻番，因?yàn)殇囯x子蓄電池的能量密度值一般在250瓦時(shí)/千克。Liu表示，這意味著在短期內(nèi)要優(yōu)化當(dāng)前的鋰電池技術(shù)，并建造規(guī)模宏大的生產(chǎn)設(shè)施，如：特斯拉在內(nèi)華達(dá)州建造的超級(jí)工廠（Gigafactory）。
Liu表示：“若能提升制造規(guī)模，或?qū)⒋蠓档弯囯姵氐纳a(chǎn)成本。”特斯拉想要獨(dú)自在全球建立三家超級(jí)工廠，每家工廠都擁有超強(qiáng)的產(chǎn)能，相當(dāng)于2013年鋰離子電池的全球總產(chǎn)能。
此外，還需要替換當(dāng)前正在采用的石墨陽(yáng)極（graphite anode），改用硅質(zhì)電極。硅的儲(chǔ)電量要高于石墨，但充放電時(shí)，該材質(zhì)容易出現(xiàn)膨脹和收縮，并與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，直至將電解質(zhì)耗盡。由于上述問(wèn)題的存在，相較于石墨電池，將尚處于試驗(yàn)階段的含硅質(zhì)陽(yáng)極的鋰電池更快被淘汰。
要解決這類問(wèn)題，或許要耗費(fèi)五年時(shí)間，但應(yīng)該能將鋰離子電池的能量密度提升至350瓦時(shí)/千克。然而，他承認(rèn)若想要實(shí)現(xiàn)鋰離子電池能量密度翻番，最少還要等上十年。
用戶對(duì)電動(dòng)車的需求與擔(dān)憂
但麻省理工學(xué)院（MIT）從事能源研究的教授Jessika Trancik表示，縱然存在上述種種難題，但仍無(wú)法阻止人們對(duì)電動(dòng)車的購(gòu)買與使用需求。
據(jù)她的研究表明，諸如日產(chǎn)Leaf或福特福克斯（Ford Focus）等價(jià)格較為便宜的電動(dòng)車，不僅能滿足人們的日常駕駛需求，還能將溫室氣體排放量降低三成或更多。
今年7月1日鉛酸電池新國(guó)標(biāo)正式實(shí)施，并對(duì)電池質(zhì)量提出更高標(biāo)準(zhǔn)要求。在能量密度、快速充電能力、壽命可靠性和恒功率放電能力四項(xiàng)具體的技術(shù)提出了要求。
電動(dòng)自行車蓄電池必須滿足以下6個(gè)條件：
①電動(dòng)自行車的蓄電池最大輸出電壓應(yīng)當(dāng)小于或等于60V；
②明確要求電動(dòng)車整車質(zhì)量最高不得超過(guò)55kg（含電池）；
③蓄電池固定在電池組盒內(nèi)，蓄電池與電池組盒合理匹配，電池組盒與電池組盒安裝位置合理匹配，防止改變電池容量或電壓；
④蓄電池與電池組盒側(cè)壁的最大間隙小于或等于30mm，且不晃動(dòng)；
⑤電動(dòng)自行車不應(yīng)當(dāng)預(yù)留擴(kuò)展車載蓄電池的接口；
⑥電動(dòng)自行車不應(yīng)當(dāng)有外設(shè)蓄電池托架。
電池新國(guó)標(biāo)實(shí)施，將引領(lǐng)電池行業(yè)加快技術(shù)驅(qū)動(dòng)腳步，對(duì)于天能、超威這樣技術(shù)領(lǐng)先、資本雄厚的品牌型企業(yè)來(lái)說(shuō)，新國(guó)標(biāo)的實(shí)施不失為快速上升的良好機(jī)遇。但對(duì)于技術(shù)缺乏、資金不足等的電池小廠來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是滅頂之災(zāi)。
對(duì)于鉛酸電池而言，四五月份是淡季，價(jià)格戰(zhàn)廝殺激烈。但是，伴隨著新國(guó)標(biāo)的出臺(tái)，中小電池企業(yè)的淘汰，金九銀十旺季到來(lái)，市場(chǎng)將出現(xiàn)產(chǎn)能缺口，供求關(guān)系緊張。據(jù)悉，業(yè)內(nèi)一線品牌鉛酸電池價(jià)格暴漲，一些地方甚至出現(xiàn)了停貨的現(xiàn)象。48v20ah的電池已經(jīng)由原來(lái)的540元漲到600元。
自《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 17761-2018)正式發(fā)布以來(lái)，北京打響第一槍，首先啟動(dòng)違規(guī)銷售電動(dòng)車專項(xiàng)治理行動(dòng)，只允許銷售符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)自行車及配件。
鉛酸電池在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間占據(jù)著主流市場(chǎng)地位，鋰電池一直是呼聲大雨點(diǎn)小，但如今，在北京市工商行政管理局公布的《北京市第1-32批電動(dòng)自行車產(chǎn)品目錄 》中，第1—17批電動(dòng)自行車產(chǎn)品僅剩下鋰電池電動(dòng)自行車，鉛酸電動(dòng)自行車全部被清退。第19批電動(dòng)自行車產(chǎn)品中，只有一款鉛酸電動(dòng)自行車產(chǎn)品。之后頒布的第21批至第32批電動(dòng)自行車產(chǎn)品目錄均為鋰電電動(dòng)自行車。
從趨勢(shì)中不難看出，政府政策導(dǎo)向已經(jīng)是鋰電為主的傾向。從前總是說(shuō)鋰電池的春天要來(lái)了，可是鉛酸電池始終壓著鋰電池一大截，這回鋰電池機(jī)會(huì)終于來(lái)了！
