鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年04月13日
電動汽車的鋰離子電池和鉛酸電池,究竟哪種好?
現(xiàn)在市面上,賣的最多的還是鉛酸電池電動汽車,但有不少地區(qū)開始引進(jìn)鋰離子電池電動汽車了。鋰離子電池電動汽車顧名思義,簡單來說就是把鉛酸換成了鋰離子電池而已。那和鉛酸電池相比,電動汽車鋰離子電池好不好?它真的有公司,經(jīng)銷商說的那么傳神么?如今國家大力提倡節(jié)能、綠色、環(huán)保,真的能普及開來,等等問題一直都未有人回答。
一說到電動汽車鋰離子電池好不好?大家觀點都非常一致,鋰離子電池比鉛酸電池要輕,壽命也長,但是價格有點貴。
鋰離子電池電動汽車優(yōu)點:
鋰離子電池壽命長、重量輕、體積小
鋰離子電池電動汽車目前品牌多樣化,雅迪、捷安特,艾瑪?shù)蠕囯娷嚨取3潆?~8小時,根據(jù)電池容量不同可跑30~145公里,重量只有鉛酸電池的1/5左右,鋰離子電池電動自行車最大優(yōu)點是命長。說鋰離子電池價格貴的只是看到表面,其實仔細(xì)算算費用和鉛酸蓄電池是差不多的,目前一般鋰離子電池保2年,而鉛酸蓄電池保1年。所以說便宜貨品質(zhì)自然打折扣。鋰離子電池基本上用個3-5年沒什么問題。
鋰離子電池具有免激活特性
電池放置一段時間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時容量低于正常值。但鋰離子電池很容易激活,只要經(jīng)過35次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,并恢復(fù)正常容量。由于鋰離子電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶新鋰離子電池在激活過程中,是不要特別的方法和設(shè)備的。所以你也不用擔(dān)心它會被放壞。存放3年不用也無壓力。
鋰離子電池沒有記憶效應(yīng)
消費者在給鉛酸蓄電池,鎳電池充電時,一直都擔(dān)心電池發(fā)生記憶效應(yīng),等用了鋰離子電池,大家都可以松下一口氣,鋰離子電池不帶記憶效應(yīng)。不會突然間電池容量的頂峰發(fā)生很大變化。
鋰離子電池電動汽車的缺點也有:
鋰離子電池充電時間過長適得其反,它吃飽為主,絕不吃撐
鋰離子電池或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的涓流充電。也就是說,假如你的鋰離子電池在充滿后,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外在某些電動汽車上,充電超過一定的時間后,假如不去取下充電器,這時系統(tǒng)不僅不停止充電,還將開始放電(充電循環(huán))。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對電池的壽命而言是不利的。
鋰離子電池動力性有待提高
鋰離子電池比起鉛酸蓄電池在充放電方面耐波動的能力差,也就是說,離電池續(xù)航能力強(qiáng),但是瞬間爆發(fā)力弱。
鋰離子電池安全性問題
鋰離子電池的安全性仍有待提高。鋰離子電池起火、燃燒甚至爆炸的隱患目前仍無法完全消除。車輛發(fā)生碰撞可能導(dǎo)致電池正負(fù)極材料沖破隔膜,剎車時能量快速回充至電池時瞬間的超高電流等原因都會導(dǎo)致電池發(fā)生短路、溫度升高,引起燃燒甚至爆炸。短路導(dǎo)致鋰離子析出,與空氣接觸會發(fā)生起火、燃燒。鋰離子電池的電解液是有機(jī)電解液,這些物質(zhì)與空氣接觸后有可能燃燒。
而鉛酸電池,除了比較耐折騰之外好像就沒有更多實用的特性,鉛酸電池笨重是公認(rèn),到了冬天電力儲備急劇下降,而且最不方便的是它自放電的速度很快,基本放上2個月,等你再用的時候就會發(fā)現(xiàn)已經(jīng)完全沒有電了。
但是作為消費者,面對市場上那些漫天要價的鋰離子電池電動汽車,我們該怎么應(yīng)對?這里就不得不提到鋰離子電池定做了。現(xiàn)在有些匠人在網(wǎng)上定做鋰離子電池,按照顧客的要求規(guī)格、按照顧客供應(yīng)的尺寸來量身定做。這樣的好處就是:本不是鋰離子電池的舊但動車換上匹配的鋰離子電池動力,重新迸發(fā)續(xù)航力,并且練就了一身輕功鋰離子電池在低溫下的使用存在諸多問題:放電比容量低、放電電壓下降、充不進(jìn)電、循環(huán)倍率性能差、析鋰問題等。研究發(fā)現(xiàn)制約鋰離子低溫性能的根本原因歸結(jié)為低溫阻礙了鋰離子電池充放電過程中Li+和電子的有效傳輸,無論是電極/電解液界面的電荷轉(zhuǎn)移過程還是Li+在SEI膜、電解液以及電極中的傳輸過程均受到低溫的影響,會新增電池極化,從而導(dǎo)致電池性能變差。具體有以下幾點因素[]:
(1)低溫下電解液粘度增大,甚至部分凝固,導(dǎo)致離子電導(dǎo)率低;
(2)低溫下電解液與電極、隔膜之間相容性變差;
(3)低溫下負(fù)極析鋰嚴(yán)重、且析出的金屬鋰與電解液反應(yīng),其產(chǎn)物沉淀導(dǎo)致固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)厚度新增;
(4)低溫下鋰離子在活性物質(zhì)內(nèi)部擴(kuò)散系數(shù)降低,電荷轉(zhuǎn)移阻抗(Rct)顯著增大。
圖2低溫對鋰離子電池Li+和電子傳輸?shù)挠绊懯疽鈭D
近年來,一些研究者通過不同的測試手段和實驗設(shè)計,將低溫對鋰離子電池的影響分解研究,解析影響低溫性能的重要限制因素。S.S.Zhang等[]對不同溫度下鋰離子電池的交流阻抗進(jìn)行測試,通過擬合,認(rèn)為整個電池的阻抗由三部分組成,分別是本體阻抗Rb,固態(tài)電解質(zhì)界面膜阻抗RSEI以及電荷轉(zhuǎn)移阻抗Rct,并考察了20℃~-60℃溫度范圍內(nèi)這三種阻抗隨溫度的變化關(guān)系,結(jié)果如圖2所示,隨著溫度的降低,三種阻抗值都在增大,Rct變化最為明顯,說明其對溫度更敏感,與此同時作者還計算了Rct占整個電池阻抗的比例,當(dāng)溫度低于-20℃時,Rct/Rcell幾乎接近100%,這說明低溫時,電池的性能重要受限于大幅度升高的電荷轉(zhuǎn)移阻抗Rct。
Huang等[]將電池正極、負(fù)極以及電解液各個組份分解開來單獨研究,以求找到影響其低溫放電的重要矛盾,作者發(fā)現(xiàn),在-20℃時,相比于電解液和正極,負(fù)極性能衰減最為嚴(yán)重,同時發(fā)現(xiàn)Li+從石墨層間脫出較易,嵌入則較難,基于此作者提出限制電池低溫性能的重要因素是低溫下Li+在負(fù)極活性材料中的擴(kuò)散阻抗急劇新增,但是作者并未像文獻(xiàn)[3]中給出具體的阻抗譜以及相應(yīng)的擴(kuò)散阻抗的擬合數(shù)據(jù)。
綜上所述,可以得出以下結(jié)論:關(guān)于絕大部分體系而言,低溫時電荷傳遞速率和鋰離子擴(kuò)散速率的下降,是導(dǎo)致鋰離子電池低溫性能欠佳的重要原因,而擴(kuò)散阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗代表了電極電解液界面法拉第反應(yīng)的速率,即溫度降低使電極電化學(xué)反應(yīng)速率降低,導(dǎo)致了較大的電化學(xué)極化,從而影響電池整體的放電性能。
3電解液、正極材料、負(fù)極材料的低溫性能的改善
電解液、正極、負(fù)極是鋰離子電池的三大組成部分,從材料的角度改善電池的低溫性能是發(fā)展低溫鋰離子電池的一條最基本的途徑。