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锂電池與鉛酸電池的優勢對比

電瓶自行車锂電/鉛酸用車成本對比:省錢選它

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018/7/8     浏覽次數:    
近幾年,隨著新能源概念的普及,電動自行車成了千家萬戶的首選,據不完全統計,目前爲止,我國電動兩輪車的保有量已經突破了3000W輛,預計到2018年我國電動兩輪車的保有量將突破4000W輛。

近幾年,隨著新能源概念的普及,電動自行車成了千家萬戶的首選,據不完全統計,目前爲止,我國電動兩輪車的保有量已經突破了3000W輛,預計到2018年我國電動兩輪車的保有量將突破4000W輛。


車輛的增多帶來的問題也不少,首先就是交通問題,很多騎行電動車的駕駛員都存在不遵守交通規則的情況,導致車禍不斷,後果也十分慘重。


其次便是電動車的回收再利用的問題,衆所周知,電動車的供能主要依靠于電池,而電池又分兩種——鉛酸電池和锂電池,關于這兩種電池的優缺點的爭論從來沒停止過,爭論再多最終都是圍繞著價格。


今天筆者就給大家來算算這筆賬,到底是鉛酸電池省錢還是锂電池省錢。文章開始前我們先來了解一下何爲鉛酸電池,何爲锂電池!


●何爲鉛酸電池?


鉛酸電池(VRLA),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。鉛酸電池放電狀態下,正極主要成分爲二氧化鉛,負極主要成分爲鉛;充電狀態下,正負極的主要成分均爲硫酸鉛。


池結構圖(圖片來源于網絡)


一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V;在應用中,經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是12V的鉛酸電池,還有24V、36V、48V等。


何爲锂電池?


“锂電池”,是一類由锂金屬或锂合金爲負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年锂金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出並研究。20世紀70年代時,M. S. Whittingham提出並開始研究锂離子電池。由于锂金屬的化學特性非常活潑,使得锂金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。


所以,锂電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在锂電池已經成爲了主流。


电池結構圖(圖片來源于網絡)


電池大致可分爲兩類:锂金屬電池和锂離子電池。锂離子電池不含有金屬態的锂,並且是可以充電的。可充電電池的第五代産品锂金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于锂離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現在只有少數幾個國家的公司在生産這種锂金屬電池。


鉛酸電池優缺點


優點:


價格便宜,同時自帶可回收再利用屬性,在用壞之後可以去電動車店裏以舊換新,補差價便可換一組新的電池,把損失降到最低,對使用者是個不小的福利。“抗擊打”能力強,即使摔壞稍微修補一下就能繼續使用。


缺點:


首先就是鉛酸電池的體積和重量都很大,重量一般在16-30kg,其次是鉛酸電池一般情況下深充深放電在400次以內有記憶使用壽命在2年左右(大多情況下在1.5年以內)。並且鉛酸電池裏面包含液體,電池消耗一段時間後,如果發現電池發燙的厲害或者充電時間變的短了,就需要補充液體。


●锂電池優缺點


優點:


體積小、重量輕,綜合對比鉛酸電池,锂電池的體積是鉛酸電池體積的2/3,重量約是鉛酸電池重量的1/3。相同體積的锂電池更比鉛酸電池的容量要高,體重的降低使得電動車續航能力增加大概10%左右。


充放電方面,锂電池耐用性較鉛酸電池強,在常溫下使用,锂電池可以連續充電48小時不會出現電池膨脹漏液破裂等事故,容量保持在95%以上。並且在專用充電器下,可以進行快速充放電。深充電深放電超過500次,而且還是無記憶一般壽命基本在4到5年左右


缺點:


锂電池的制作成本高,制作設備昂貴人工成本占到制作成本的40%左右,價格大概是鉛酸電池的三倍左右。並且锂電池的回收價值不高,國內的回收環境也比較混亂,大部分锂電池用壞了只能扔了,或者找個地方埋了。


而劣質锂電池,在電動車這種密封條件不是太好,容易潮濕導致接觸不良等原因引發可能存在的安全隱患。


介紹完鉛酸電池和锂電池的電池構造和優缺點後,筆者來給大家細算一下更換的成本,看看到底是鉛酸電池的投入成本高,還是锂電池的投入成本高。


我們在2017年8月開展了一次8款電動車橫評活動,其中綠源的小龜在續航測試中,以平均時速21.49km/h,續航59.2km,而它的電池容量就是我們常見的60V 20Ah,電機功率爲800W。接下來我們都以這輛車的電池容量和電機功率爲基礎進行對比。


鉛酸電池使用壽命:


按照相關資料顯示,2015年北京上班族通勤距離單程平均在19km左右,而到了2017年這個數據只多不少。


以筆者爲例,我的上下班往返通勤距離總共在50km左右,如果我騎行一款標配60V 20Ah,電機功率爲800W的電動車上下班通勤,時速保持在30km/h,那麽我一天就能消耗掉一次循環充放電。


按照一個月21個工作日來計算,再加上雙休日及節假日的散碎騎行時長,一年內這款電動車的循環充放電大約在300次左右,而前文我們便介紹過,鉛酸電池的使用壽命在400次循環充放電,所以在這樣高頻次騎行情況下,一塊鉛酸電池的壽命最多一年半。


有人可能要發問,誰能這麽高頻次的去騎行電動車,對于當今社會來說顯而易見的便是外賣行業,而且頻次只多不少。


筆者曾與一個外賣送餐員溝通過,在北京,他們一天的騎行距離高達100km,而且速度都很快,那麽一款60V 20Ah,電機功率爲800W的電動車在他們手裏很容易出現一天兩次循環充放電的情況,所以對于外賣行業來說,一塊鉛酸電池的壽命很有可能都到不了一年。


鉛酸電池更換成本:


我們從某寶搜索到某品牌鉛酸電池,電量60V 20Ah的售價爲1068元,而以舊換新的價格爲718元,按照鉛酸電使用壽命一年來計算,使用時長爲三年,那麽更換鉛酸電池的總成本爲2504元。

品牌鉛酸電池全新售價



牌鉛酸電池以舊換新售價


锂電池使用壽命:


锂電池平常我們接觸的就非常多了,以手機爲例,一部手機在使用1-2年後,續航能力雖不如以前,但很少有人會在兩年內考慮更換電池。


衆所周知,我們的手機都是在電量低于20%的時候發出警示,大部分人都會在這個時候選擇爲手機充電,而從20%-100%充滿我們只使用了0.8次循環充放電,按照這個頻率我們兩年內對锂電池的循環充放電次數爲365*2*0.8=584次。


iPhone 4手機電池損耗情況


筆者在網上找到了兩個锂電池循環充放電的例子,一張截圖顯示的是一塊1420mAh的iPhone 4锂電池完成482次循環充放電後,電池剩余電量1147mAh,較比出廠容量衰減了20%


锂電風暴實測不同電芯锂電池500次循環充放電後容量損耗


另外一個則是來自名爲“锂電風暴”的微博提供的數據,從提供的對比數據來看不同電芯類型的锂電池在經曆500次充電循環後的壽命衰減,除了其中一種外,其余電芯均能維持80%以上的剩余容量,力神的磷酸鐵锂更是基本沒有衰減。


锂電池電池更換成本:


我們還是拿某寶的某品牌電池來舉例,锂電池60V 20Ah的售價爲1898元,按照我們上文的數據分析,锂電池在使用了兩年時長中一共循環充放電584次,那麽這個時候锂電池電池容量僅損耗了20%,剩余的80%的電池容量依然可以滿足你的日常騎行。


某品牌锂電池售價


本文總結:


所以,綜上所述,如果你買了一台電動車只騎行了一年就換掉,那麽選購采用鉛酸電池的電動車是比較劃算的,如果你不考慮換車,那麽從第二年更換電池開始,鉛酸電池的低成本優勢就變得微乎其微,等到了第三年再次更換電池的時候,鉛酸電池的成本就明顯超過了锂電池

據研發人員介紹擁有12年锂電研發生産經驗的巨锂美已經能夠把相對高昂的锂電池成産成本控制在可接受範圍之內未來兩年更是有信心把成本再將40%,甚至可能低于目前鉛酸電池的價格






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