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比亚迪4680电池

锂电池轻便高效,技术也很成熟,为何二轮电动车很少用它作动力呢?

二轮电动车少用锂电池作为动力,主要有着以下的现实原因:

一,同等情况下,锂电池价格是铅酸电池的三倍,例如换一组铅酸电池,72V,20A的铅酸电池就450元左右,锂电池就要将近1200元。在经济不景气的情况下,不少顾客都会选择更为实惠的铅酸电池。

二,骑行二轮电动车一般对里程没有太高的要求,就是每天骑行上下班,处理事情等等,电池电量足以满足需求。

当然做美团,饿了么外卖骑手,电动车出租的用户可能就对里程有相当高的需求,一个方面他们可以选购电容量更大,电瓶数更多的电动车。二个方面,可以额外增加外接锂电瓶一个,或者直接选购锂电池的电动车。

三,锂电池比较轻盈,组装后的电动车一般比较轻,这样就重心不稳,轻飘飘的,人不敢骑行太快,因为如果紧急制动容易摔跤。

四,锂电安全性相较于铅酸电池要差,锂电池发生起火,爆炸的概率总体是要高于铅酸电池的。加之不少不知名厂家,小作坊生产的锂电流入市场,进一步增加顾客的顾虑。

五,回收价值。锂电池几乎没有回收价值,当使用寿命告罄时,更换新的锂电池需要全价购买。而铅酸电池每块能抵上40-50左右,以旧换新就能节省200-300元。

锂电池轻便高效,技术也很成熟,为何二轮电动车很少用它作动力呢?

「电池成本」是拖慢电动自行车与电摩转型的核心因素-但问题即将解决

  • 内容概述:铅酸电瓶与锂电池的综合性能差异,新能源车“定义”差异的原因,转型的电池类型预测。

【铅酸电瓶】是电动自行车与电摩使用的「动力电池」主要选项,为什么不选择更先进的锂电池呢?似乎频繁更换过电瓶的用户都会关心这一问题,然而却很少有足够客观的答案。

因为在分析问题的过程中似乎走回带有些“情绪”或“偏见”,其中为什么电瓶车不属于新能源机动车型备受关注,殊不知问题就出在化学电源的类型-【电瓶】之上


综合性能-差异

1:铅酸电瓶是各类型动力电池中最差的选项,原因为特殊的化学发电方式严重影响使用寿命。电瓶的结构非常简单,一般由六组单元格组成,其中贮存的是硫酸溶液(电解液),铅与二氧化铅的正负极浸泡在电解液中。

充电的原因是利用电网220V电流催化反应,正极通电后会通过溶液传递到负极;随即负极硫酸铅会被还原为「硫酸-铅与二氧化铅」,充电的目的是让电解液的硫酸浓度提升。

「放电过程」则是激活电解液与正负极的活性物质进行反应,说白了就是利用溶液中的带电硫酸与铅反应生成全新化合物“硫酸铅”。在电解液中硫酸浓度降低到阈值后,概念就是所谓的亏电了。

然而在放电过程中形成的硫酸铅结晶体会有一部分硬度过高,在充电时逆向反应无法使其有效的还原;结果则是电解液浓度越来越低,极板因结晶体而硫化破坏活性物质与降低反应效率。在电瓶每一次充电时都会形成这种现象,这就像燃油汽车总会出现发动机积碳一样,只是后者具备修复的价值而前者没有,因为点评的制造成本很低。


2:各类型锂电池同样存在类似电瓶性能衰减的问题,因为充放电也都是化学反应。但是物质与方式的不同决定了使用寿命会很大差异,比如「NCM·镍钴锰三元锂电池」的耐用性就很好,在反应过程中锂离子与活性物质的衰减速度很慢,电解液的变化自然也非常慢。

这种锂电池的使用寿命大约为1000次完整充放电-容量仅下降20%左右,然而铅酸电瓶完整充放350次左右就会接近报废标准了。不过这种电池确实不具备应用于电动自行车和电摩的条件,因为制造成本仍旧高大「1.5k·1kwh(度)」左右,对于价格需要足够低的两轮代步车而言确实高了,不过并不是没有替代类型。(第三节说明)


定义差异-原因

  • 电动汽车定义为新能源汽车,同样使用电驱系统的两轮车却没有这种定义,原因是因为这种车辆的价格低吗?

也许大多数电摩用户都会这么理解,但是这种评价完全没有科学道理。真正决定两轮车尚未定义为新能源的原因,实际为电瓶不具备【梯次利用】价值。电动汽车使用的各类型锂电池,其特点是在汽车上使用十年左右之后仍然有不错的工况,虽然作为驱动电池已经有些不合格,但作为储能电池使用是没有问题的。(下图为梯次利用概念与流程)

新能源发电(清洁电能)增长的速度缓慢,原因正在于储能电站的容量过小,24小时恒定发电的夜间电能无法得到有效利用。为了不让弃电的数据过于夸张,结果则不得不降低发电能力。

不过随着电动汽车保有量的增长,车辆淘汰的电池组在经过分拣测试重组后,绝大多数电池会进入储能电站实现扩容。而且使用年限普遍在30/50年区间,也就是说电动汽车的淘汰电池为清洁发电做出了很大的贡献,甚至可以说是“源动力”,所以也才有资格定义为新能源车。


重点:铅酸电瓶被车辆淘汰后就真的报废了,问题是全新的铅酸电瓶也无法胜任「储能·任务」。因为每年就有三百多天,高频率的充放发送电则会快速的让电瓶报废,这与“充放次数-报废标准”以五位数计算的锂电池相比自然是会被淘汰的。

而铅酸电瓶报废后还可以重新提炼铅元素,只是因技术简单且配套硬件的成本低;所以很多小作坊都会自行炼化铅,结果一度造成较为严重水与土壤的铅污染。但是这种从生产制造到销售维修的技术(从业)要求都很低的车辆,想要像汽车一样用《溯源平台》严格管理电池并不现实,所以最终只能全面弃用电瓶,而改为相同的锂电池-哪种电池能够替代呢?


磷酸铁锂-首选

电动自行车与电摩必须具备的特点为「价格足够低」,因为这是普通人们最需要的代步工具。电瓶的缺点如此之多但还是能被接受,原因正是因为便宜;所以想要替代电瓶的电池也要足够便宜,磷酸铁锂正符合这一标准。


近期小范围做过统计:各类使用锂电池的电动车价格大致如下。

  1. 折叠车辆1.5/2.0k
  2. 轻便电摩2.5/3.5k
  3. 标准电摩3.5/5.0k

似乎这些车辆的价格并不高,要知道早几年的“电瓶-电摩”也是要两三千元的。那么在价格相当的前提下,这些小车的续航能力普遍有几十公里的提升,用户应当如何选择呢?

现阶段有个非常有意思的现象:锂电池电动车价格相当于早期的电摩,使用铅酸电瓶的同级车辆价格因续航里程低而不断下探;于是才出现锂电池的成本可能更高的错觉,其实只是落后产品在即将淘汰之前不得不进行价格调整而已。而且可以预测的是后期的锂电车价格也会持续走低,为什么呢?


LFP·磷酸铁锂电池的制造成本很低,很多圆柱形或者方形锂电池的价格可以低至【300¥·1度】左右。现阶段的价格高只是因为供应商面对车企主要是汽车领域,而汽车还在主要使用镍钴锰电池;结果造成铁电池的产销量都不够理想,想要走“薄利多销”的模式还有些难度。

然而新标准电动自行车与电摩对车辆轻量化的要求很高,笨重且能量密度很低的电瓶必然要被淘汰;能胜任的只有锂电池,价格标准符合用户需求的又只有铁电池,所以这片蓝海已经被众多供应商关注了。随即而来的则会是电池价格的不断下探,车辆也会也会越来越便宜了。


知识点:磷酸铁锂电池的使用寿命是NCM很多倍,是铅酸电瓶的几十倍之高。同时「26号铁元素」是宇宙中最稳定的物质,以此为基础制造的复合材料极板的稳定性也会非常之高;优秀的铁电池不仅面对炉温和过程都能保证安全,即使是短路也很少有起火的情况出现。

所以这种电池也是最安全的类型,未来一旦做到“低成本+稳定耐用”,电动车则会全面转型锂电阵营,此类车辆也就是标准的【新能源两轮机动车】了。


编辑:天和Auto

内容:原创发布

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