买电动车选对电池至关重要,因为关乎安全、续航、性价比。电动车常用的电池有铅酸电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池和钠电池。铅酸电池价格最低,体积大分量重但适配性强;磷酸铁锂电池和三元锂电池能量密度高、重量轻续航出色,但充电要求严格;钠电池价格适中、无记忆效应、耐低温性能好,但宣称的优点还没有得到市场的验证。存在即合理,每种电池都有对应的适应人群,本文对这4种电池进行深度分析,为你买车选电池,提供参考信息。
一.铅酸电池
它是由铅及其氧化物制成,电解液为硫酸溶液的蓄电池。内部通常由6个单格组成,每个单格标称电压是2V,可放电至1.5V,充电至2.4V,6个单格串联组成标称是12V的蓄电池。在电动车上常用4块串联组成是48V、5块串联组成60V、6块串联组成72V的铅酸电池组。
铅酸电池的优点
技术成熟:铅酸电池拥有超过150年的发展历史,从发明之初到现在不断改进和优化,制造技术成熟,电池性能稳定。
安全性高:制造原材料化学性能稳定,不会爆燃起火。
价格便宜:铅酸电池是这4种电池当中价格最便宜的,是相同容量锂电池价格的1/3。
回收技术成熟:普通铅酸蓄电池两年就需要换新,更换的时候往往是以旧换新,旧电池的回收利用率高达90%,并且产业链完整。
铅酸电池的缺点
能量密度低:铅酸蓄电池能量密度约为30Wh/KG,它的升级版本石墨烯电池能量密度约50Wh/KG,(这指的是市面上大品牌质量最好的电池)。
体积大分量重:铅酸电池是4种电池当中体积最大、分量最重的。以12V23AH电池为例重约7公斤,相同容量的三元锂电池重量仅是它的1/3。
使用寿命短:普通铅酸蓄电池可循环充放电350次,使用寿命一年半到两年,石墨烯电池可循环充放电500~800次,使用寿命3~4年。
自放电率高:铅酸电池每天的自放电率约为0.5%~1.5%之间,并且随着电压下降,自放电率在逐渐增加,长期放置不充电会出现饿死充不进电的情况。
耐低温性能差:铅酸电池使用最佳温度为25度,温度每降低一度电池的容量也随之降低,这是因为电解液变得黏稠活力下降,内阻增加造成的。冬季气温降至0度以下,容量只有夏季的60%甚至更低。
充电时间长:普通铅酸蓄电池不具备快充功能,根据容量充电时间一般在8~10小时。石墨烯电池支持快充充电时间可缩短一半。
适用人群:日常上下班代步,短途出行可选铅酸电池,要求电池能量密度高,寿命长,可选择它的升级版本石墨烯电池。由于安全性最高,可在室内停放充电。
二.三元锂电池
它是指正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂的三元正极材料锂电池。工作原理是锂离子在正负极之间的可迁移,通过氧化还原反应实现电能与化学能的反应。其表现为充电时镍钴锰酸锂正极脱出嵌入石墨负极,放电时做逆向运动,通过这样往复循环实现三元合锂电池的充放电。
三元锂电池的优点
能量密度高:三元锂电池的密度通常在200~300Wh/KG,远高于普通铅酸蓄电池,储存电量多续航里程远。
使用寿命长:可循环充放电1000~2000次,如果浅充浅放使用寿命更长。
重量轻:三元锂电池的重量是相同容量铅酸电池的1/3,可减轻电动车电池重量负担,间接增加续航里程。
充电速度快:三元锂电池标准充电倍率一般为0.2C,快充倍率可达1C,是普通铅酸蓄电池充电速度0.2C的5倍。
三元锂电池的缺点
价格高:三元锂电池含有很多稀有金属,且大多数进口受国际金属行情影响,价格波动较大,生产制造成本高,销售价格高,一般是铅酸电池价格的3倍。
安全性差:锂是一种活泼的金属,当三元锂电池深度放电、过度充电、受到外力撞击、电池组进水、保护板出现故障都有可能引发热失控,造成三元锂电池爆燃起火。几乎所有的电动车火灾都是三元锂电池造成的,包括电动汽车。并且在火试初期属于热失控火势很难扑灭,往往会造成较大的财产损失,甚至人员伤亡。
适用人群:适合长距离出行的人群,比如送外卖、送快递、长途摩旅的人群使用,充电速度快,可缩短充电等待时间。特别是送外卖跑快递的三元锂电池支持换电,方便快捷,提高工作效率。但要使用大品牌优质电芯,采用正确充放电以提高使用安全。
三.磷酸铁锂电池
它是使用磷酸铁锂作为正极,碳作为负极材料的锂离子电池。充电时磷酸铁锂的部分锂离子脱出,经电解质传输到负极,并嵌入到负极材料;放电时由负极材料脱出经电解质到达正极,同时释放能量,完成电池的充放电。
磷酸铁锂电池的优点
安全性高:磷酸铁锂电池化学性能结构稳定,最高热失控温534.2度。比亚迪曾进行过挤压、针刺、甚至短路只冒烟或鼓包不会起火,其安全性远高于三元锂电池。
寿命长:可循环充放电2000~3000次,浅充浅放可达5000到1万次。以比亚迪两轮三轮电动车专用磷酸铁锂电池为例,可提供5年质保使用寿命达10年,可以做到电动车与电池同售命。
支持快充:磷酸铁锂电池部分型号支持2C或3C的快充,1~2小时就能为电池充满电。且高电压大电流充电对电池寿命造成的影响较小,让电池的适用范围更广。
耐低温性能较好:随着制造技术的进步,磷酸铁锂电池的耐低温性能也在不断提高,还是以比亚迪为例,在零下20度的极端严寒条件下,电池容量保持在80%左右。耐低温性能强于三元锂电池和铅酸电池。
磷酸铁锂电池的缺点
能量密度较低:磷酸铁锂电池能量密度通常在100~200W/h,能量密度低于三元锂电池。意味着在相同体积下储存电量少,限制了其在高端电动汽车上的应用。
一致性较差:磷酸铁锂电芯的电压、容量随着使用时间的延长会出现较大的误差,需要每个月进行一次深度放电,然后再充足电进行均衡。
适用人群:如果你要求电动车拥有较高的能量密度,并且拥有较高的使用安全性,那么选磷酸铁锂电池最合适。
四.钠电池
钠电池全称钠离子电池,其工作原理与三元锂电池相似,俗称“摇椅式”。在充电时,钠离子从正极材料脱出,通过电解液和隔膜嵌入到负极材料中;放电时钠离子从负极脱出返回正极。
钠电池的优点
使用寿命长:目前钠离子循环充放电次数约1000~2000次,超威的钠离子电池宣称可循环充放电1500次以上,使用寿命远高铅酸电池。
耐低温性能好:宣称钠电池能够做到零度容量无衰减,零下20度电池容量保持在90%。
充电速度快:钠离子的半径大于锂离子,这样让钠离子在电解液和电极之间反应更灵活,并且钠电池正极材料具有开放的框架结构和较大的晶隔间隙为钠离子提供了更快的迁移通道,所以钠电池充电速度快。电量从零充到80%仅需15分钟,约30~60分钟充满电。
没有记忆效应:钠电池没有记忆效应,电池放电至0伏也不会对其结构造成影响,充足电又能恢复如初。不会出现铅酸电池和锂电池饿死充不进电的情况。
钠电池的缺点:作为一种新型电池技术,其实验室宣称的优点还没有得到市场的验证,不过就目前情况来看,是耐低温性能最好的电池。有人宣称其安全性较高,但有视频博主进行穿刺实验结果爆燃起火,并且在使用过程中,其电池容量需要多次激活才能达到额定容量。
适用人群:如果你所在地区冬季异常寒冷使用铅酸电池、三元锂电池或磷酸铁锂电池冬季电池容量衰减严重,那么钠电池更适合你。
总结
买电动车选对电池很重要,日常短途代步车型选铅酸电池、追求使用寿命和安全可选择升级版的石墨烯电池。要求电池能量密度高,重量轻、支持快充,长途骑行建议三元锂电池,但要选择大品牌优质电芯。要求电池使用寿命长,安全性高,各方面综合性能突出选磷酸铁锂电池错不了。冬季气温低要求电动车冬季也能发挥出满意的续航里程,那么选钠电池更适合。
不论选择哪种电池,为了保证使用安全,延长使用寿命,要学会正确使用。电量低于30%要及时充电,夏季使用电动车回来以后让电池散热一个小时以后再充电,每个月对电池进行一次深度放电,然后中途不间断一次充足,达到均衡电压。长期不用的电动车要充足电放置,每半个月对电池进行一次补充充电,冬季要在温暖的环境下对电池充电,充电器红灯变绿灯再延长浮充一小时。
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