詳解石墨烯電池、鉛酸電池、誰會成為新國標(biāo)電動車的選擇？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-31 15:49
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提起電動車電池，大家耳熟能詳?shù)臒o外乎這三種電池，鉛酸電池、鋰電池以及近幾年比較火的石墨烯電池。那么，你認(rèn)為當(dāng)新國標(biāo)正式實(shí)施后，未來電動車會選擇哪種電池？對于這個問題，我們先來看看每種電池的特點(diǎn)。
鉛酸電池主要由管式正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋、極柱、注液蓋等組成。其電極是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價格便宜，缺點(diǎn)是比能低、使用壽命相對較短和需要經(jīng)常維護(hù)。不可否認(rèn)，以目前市場來看，鉛酸電池占據(jù)著主導(dǎo)地位。
一般來說，鋰離子電池主要包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液四個組成部分。正極材料一般都是一些富鋰的層狀化合物，目前常見的商用正極材料主要有鈷酸鋰（LiCoO2）、錳酸鋰（LiMn2O4）、磷酸鐵鋰（LiFePO4）以及三元材料（LiMnxCo1-x-yNiyO2）等。與鉛酸電池相比，鋰電池相對輕巧，攜帶方便，能量密度更高，而壽命相對要長很多，但是價格更貴，穩(wěn)定性差。
所謂的石墨烯電池，可以理解為我們平時說的黑金電池，其是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。作為目前最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料。同時，石墨烯聚合材料電池的重量僅為傳統(tǒng)電池50%，成本將比鋰電池低77%。從性能來看，全石墨烯鋰電池充電一次，耗時也不超過10分鐘。（一般行業(yè)都是直接將電極摻雜的石墨烯的石墨基儲能材料直接統(tǒng)稱為石墨烯電池，并非全石墨烯）
從特點(diǎn)來看，石墨烯電池的綜合性能是最好的，但是為什么沒有成為主導(dǎo)呢？石墨烯在電池上的應(yīng)用，主要是和硅結(jié)合在電池負(fù)極里面代替原來的石墨，這樣可以提升電池的整體容量和充電速度，但性能提升效果有限。另一方面雖然目前，很多企業(yè)都推出過黑金電池，但是大多在這一領(lǐng)域處于探索的階段，而其價格又相對較高，所以這也是其得不到重大應(yīng)用的原因之一。另外，石墨烯污染較為嚴(yán)重，墨烯生產(chǎn)需要用到大量的硫酸，處理也很麻煩。簡單來說，第一，價格；第二，技術(shù)；第三，處理麻煩。
我們再看新國標(biāo)的出臺，其對電動自行車速度、重量等都有明確的規(guī)定，這意味著大型鉛酸電池將逐漸失去市場，而小型鉛酸電池短時間內(nèi)會迎來一定的發(fā)展。但隨著環(huán)保整頓的推進(jìn)，鉛酸電池還會出現(xiàn)向鋰電池過渡的情況，而鋰電車必然會迎來一波爆發(fā)期。又有人會說了，石墨烯電池呢？雖然石墨烯電池?fù)碛泻芏嚆U酸電池和鋰電池沒有的優(yōu)點(diǎn)，但是，其想成為主導(dǎo)，其技術(shù)必須得到突破性的發(fā)展。因此，我個人更看好小型鉛酸電池和鋰電池在未來新國標(biāo)電動車上的應(yīng)用。
自電池新國標(biāo)頒布，其一直電動車行業(yè)熱議的話題，為什么這么說呢？我們先來看一下，電池新國標(biāo)的三項(xiàng)重要規(guī)定：輕量化設(shè)計、循環(huán)壽命不得低于350次、提高鉛酸電池技術(shù)門檻。這意味著電池新國標(biāo)實(shí)施，那么一批實(shí)力不足的電池企業(yè)將面臨淘汰的風(fēng)險，而電池產(chǎn)能也將進(jìn)一步下降，從而加速行業(yè)洗牌。很多人更是覺得當(dāng)電池新國標(biāo)實(shí)施后，鋰電池將代替鉛酸電池，然而事實(shí)真的是這樣嗎？
我們先來認(rèn)識一下鋰電池和鉛酸電池，鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。而鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。
我們再來將兩者對比一下，鉛酸電池一般深充深放電300次以內(nèi)，壽命在2到3年左右。并且鉛酸電池內(nèi)有液體，消耗一段時間后，如果發(fā)現(xiàn)電池發(fā)燙或者充電時間變短，就需要補(bǔ)充液體。而鋰電池耐用性較強(qiáng)，消耗慢，充放電超過500次，一般壽命在4到5年。
另外，鋰離子電池可在零下25度時正常工作，其電容量可達(dá)標(biāo)稱容量為70%，而普通鉛酸電池在零下10度時的電容量只有50%，在零下25度時不能正常工作。
當(dāng)然，鋰電池重量和體積也會比鉛酸電池輕的多，而且同等體積、同等大小的鋰電池和鉛酸電池，鋰電池的續(xù)航更強(qiáng)。那么，你是不是就意味著鋰電池將替代鋰電池將替代鉛酸電池呢？
答案當(dāng)然是否定的，雖然目前鉛酸巨頭天能、超威、旭派、京球和電動車巨頭雅迪、臺鈴等企業(yè)都已經(jīng)研發(fā)出自己產(chǎn)品，對于這一新領(lǐng)域來說，大家都在摸索前進(jìn)之中。另一方面，制約鋰電發(fā)展最重要的兩個因素就是性價比和安全性，與鉛酸電池相比，鋰電池往往都是其2到3倍的價格，對于使用電動車的用戶，很少有人去花更多的價格去嘗試一個自己之前沒有用過的電池。另外，鉛酸電池與鋰電池相比，其安全性會更高，畢竟鉛酸電池應(yīng)用在電動車上已有幾十年的發(fā)展歷史，其技術(shù)相對成熟。
