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为什么汽车一直使用铅酸电池而不采用锂电池作为启动电瓶?

2022-06-20 05:16:10

燃油汽车是否能用锂电池替代铅酸电瓶,从而解决启动电瓶耐用性差的问题呢?相信车辆熄火后用车频率高,更换电瓶频率也随之升高的司机都想过这个问题;但是也都会产生一个疑惑,那就是为什么“没有”汽车使用锂电池替代铅酸电瓶,其实这样的说法太绝对了,其实很多电动汽车用的12V电瓶就是锂电池,而且个人正在使用中插电混动汽车也用磷酸铁锂12V电池,甚至燃油汽车我们也是后期换装过的,所以并不存在没有的说法。车企会选择哪种电池完全取决于设计和制造成本的投入规划,也取决于车企的“环保意识”。

汽车电池

01、成本差异分析

铅酸电瓶的制造成本曾经是最低的,车用的「Q型」(启动电瓶)的容量标准又比较低,大致有以下三个标准。

低:12V-35Ah 中:12V-45Ah 高:12V-65Ah

也许这个参数标准会让很多汽车爱好者感觉不可思议,会有汽车使用35安时的小容量电瓶吗?答案是真的有,只是多见于一些知名度较高的合资品牌汽车罢了。这样的电瓶的采购成本当然会很低,实际在汽车配件市场选择全新的12V-75安时的电瓶,平均价格也能控制在350元左右,由此可见这些车辆的使用的低容量电瓶的成本有多低了。

不过也有些车辆使用65-75安时的电瓶,成本其实并不低;那么没有升级使用锂电池的原因,主要是车辆设计之初就没有这样的技术规划。发动机舱的空间布局、启动电瓶的底座设计,电池组的质量等等参数都是按照铅酸电设计,换用锂电池组则会牵一发而动全身,所以升级也就不是那么简单的了。

02、锂电池真的很贵吗?

其实这个观点也是错误的,因锂电池也有多种类型,锂电池类型有:钛酸锂、钴酸锂、镍钴铝、镍钴锰、磷酸铁锂等。

前四种锂电池的制造成本确实都很高,其中的钛、钴等元素都是很贵的;而且钴元素的价格尤其不稳定,因其六成以上的产能都在刚果,刚果是个并不稳定的非洲小国,近期有出现了严重的火山喷发问题,钴的供应价格更是难以控制。所以才会有些供应商或车企研究无钴电池,只是成本怕是仍旧难以控制,所以这样的三元锂并不适合用于燃油汽车。

磷酸铁锂电池是完全可以取代铅酸电瓶的,因为这种锂电池的制造成本很低,大致标准如下。

3.2-3.7V 55Ah ≤120元

3.2-3.7V 72Ah ≤150元

电池串联为“容量不变”“电压升高”,那么只要四块磷酸铁锂电池串联,电压即可满足汽车的使用;中等容量的成本也不超过500元。

这也是国标电瓶车都在升级磷酸铁锂电池的原因。毕竟磷酸铁锂电池的能量密度是电瓶的好几倍,也就是能以更小的体积、更低的重量实现相同的续航,这对于汽车而言也是一种轻量化节油的方式,近两年必然会有更多的车辆开始应用这种电池。

03、磷酸铁锂启动电池有哪些优缺点?

锂电池的缺点曾经只是成本过高,但是磷酸铁锂电池完美地避过了这一点,磷酸铁锂电池的优点包括:安全性高、使用寿命长、整备质量低,高标准的磷酸铁锂电池最起码有两个品牌进行过“针刺短路测试”;也就是用一根钢针穿透电池也没有起火,甚至没有产生高温。其中测试的低密度的电池也要高于铅酸电瓶,高密度则达到140WH/KG。

电池测试

铅酸电瓶的使用寿命很短,完整充放电350次左右就会报废;因为每次充放电都会造成极板硫化,部分无法被还原的多层硫酸铅结晶体会附着在极板上,对活性物质反应的效率会有很大影响。在严重硫化之后就无法充电了,电瓶的使用寿命也就此终结。

磷酸铁锂电池一般认为完整充放电1000-2000次就要出现“问题”,因为电动汽车总会拿出这个数据来分析;但真实的概念是完整充放2000次左右,电池的容量会下降20%-30%。

电池结构

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