电动车铅酸电池与锂电池优劣大对比

近几年，电动自行车在新能源理念的推动下，逐渐成为大众出行的优选。据统计，我国电动两轮车的保有量已突破3000万辆大关，预计2018年将进一步攀升至4000万辆以上。然而，车辆数量的激增也带来了诸多挑战，其中之一便是交通问题。不少电动车驾驶员缺乏交通规则意识，导致交通事故频发，后果不堪设想。

另一大难题则是电动车电池的回收与再利用。电动车的能量来源主要依赖于电池，而市场上主流的电池分为铅酸电池和锂电池两大类。这两种电池在性能上各有千秋，关于其优劣的讨论始终不断。本文旨在深入剖析铅酸电池与锂电池的特点，探讨哪种电池更适宜电动车的使用。在展开讨论之前，我们首先需要了解铅酸电池和锂电池的基本概念。

那么，究竟什么是铅酸电池呢？铅酸电池，或称VRLA（阀控式铅酸蓄电池），是一种以铅及其氧化物为电极材料，硫酸溶液为电解液的蓄电池。在放电状态下，铅酸电池的正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；而充电过程中，正负极的主要成分均会转化为硫酸铅。

铅酸电池的结构示意图（源自网络）显示，单个铅酸电池格的标称电压为2.0V，其放电终点为1.5V，而充电上限则为2.4V。在实际应用中，为了获得更高电压，常将6个这样的单格电池串联，从而构成一个标称电压为12V的铅酸电池。此外，还有24V、36V和48V等不同电压的铅酸电池以满足特定需求。

那么，锂电池又是怎样的呢？锂电池是一类以锂金属或锂合金为负极材料，并采用非水电解质溶液的电池。其历史可追溯至1912年，当时Gilbert N. Lewis首次提出并开始研究锂金属电池。到了20世纪70年代，M. S. Whittingham又进一步提出了锂离子电池的概念并开始了相关研究。然而，由于锂金属的化学性质极为活泼，其加工、储存及使用过程对环境条件要求极为苛刻，这在一定程度上限制了锂电池的早期应用。但随着科技的发展，锂电池如今已逐渐成为市场主流。

电池的种类与特性

电池领域主要分为锂金属电池和锂离子电池两大类。锂离子电池以其不含有金属态锂且可充电的特性脱颖而出。值得一提的是，锂金属电池作为可充电电池的第五代产品，自1996年诞生以来，凭借其出色的安全性、高比容量、低自放电率和优越的性能价格比，赢得了市场的广泛关注。然而，由于其严格的生产条件和技术要求，目前仅有少数几个国家的公司能够生产这种高性能的锂金属电池。

接下来，我们进一步对比了铅酸电池与锂电池的优缺点。铅酸电池以其价格亲民和可回收再利用的特性受到用户青睐，同时其“抗击打”能力强，即使受损也能通过简单修补继续使用。但铅酸电池也存在体积庞大、重量重、深充深放电次数有限以及需要定期补充液体等缺点。

相比之下，锂电池则以其小巧轻便的体积、高容量以及出色的耐用性赢得了市场。在相同的体积下，锂电池的容量高于铅酸电池，使得电动车的续航能力提高了约10%。此外，锂电池在常温下可以连续充电48小时而不出现膨胀、漏液等事故，且支持快速充放电，深充电深放电次数超过500次，无记忆效应，寿命长达4到5年。

然而，锂电池也存在制作成本高、回收价值低以及在潮湿环境下可能存在的安全隐患等挑战。尽管如此，随着科技的不断进步和市场的日益成熟，锂电池无疑将成为未来电池市场的主流选择。
在对比了铅酸电池和锂电池的电池构造与优缺点后，我们进一步探讨了它们的更换成本。为了更具体地了解哪种电池的投入成本更高，我们进行了一项详细的计算。

假设我们以一辆配备60V 20Ah锂电池和800W电机的电动车为例，来探讨日常使用中的循环充放电情况。根据统计，北京上班族单程通勤距离在2015年为19km左右，而到了2017年，这个数据只增不减。以笔者为例，我每天的上下班往返通勤距离约为50km。如果使用这款电动车，以30km/h的速度骑行，那么我每日的骑行就会消耗掉一次锂电池的循环充放电。

考虑到每月21个工作日，再加上周末和节假日的零散骑行，这款电动车每年大约会进行300次左右的循环充放电。而铅酸电池的使用寿命通常为400次循环充放电。在这样的高使用频率下，一块铅酸电池可能最多只能支持一年半的使用。

再来看锂电池，以手机为例，其在使用1-2年后虽然续航能力会下降，但很少有人会在这么短的时间内考虑更换电池。当手机电量低于20%时，大部分人会在此时为手机充电。按照这个充电频率，两年内对锂电池的循环充放电次数仅为584次。

通过这些对比分析，我们可以看出，在高频次使用的情况下，锂电池相比铅酸电池具有更长的使用寿命和更低的更换成本。因此，从长期使用的角度来看，锂电池无疑是更经济实惠的选择。

iPhone 4手机电池损耗情况

笔者在网上找到了两个关于锂电池循环充放电的实例。其中一张截图显示，一块1420mAh的iPhone 4锂电池在完成482次循环充放电后，电池剩余电量为1147mAh，相比出厂容量衰减了20%。

另一份数据则来自名为“锂电风暴”的微博，它对比了不同电芯类型的锂电池在经历500次充电循环后的容量损耗。结果显示，除了其中一种电芯外，其余均能维持80%以上的剩余容量，特别是力神的磷酸铁锂电池，其衰减几乎可以忽略不计。

有人可能会质疑笔者的成本分析。他们认为，虽然铅酸电池的更换成本有所提高，但每次更换后电动车的续航能力都会恢复至最佳状态。而锂电池虽然无需更换，但其电池容量随时间推移会逐渐缩减，从而影响续航。

这种观点固然有其合理性，但笔者在此要强调的是在电动车能够正常使用的情况下，我们讨论的是铅酸电池与锂电池的更换成本。因此，如果电动车在一年内就因电池问题需要更换，那么选择铅酸电池可能更为经济。但如果我们考虑长期使用，特别是在第二年及以后需要更换电池时，铅酸电池的成本优势将逐渐减弱，到了第三年更换电池时，其成本甚至可能高于锂电池。