电动车是如今出行最便捷的一种交通工具,但它的心脏电池选择至关重要。目前市面上常用的电池有铅酸电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池、钠电池,那么这几种电池谁的性能更胜一筹呢?接下来将通过专业的数据分析,为你揭开谜底,并详细分析每种电池的优缺点,让你在买电动车的时候能够选择到安全、耐用符合自身使用要求的好电池。
铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。内部有6个单格,一个单格标称电压是2V,能放电到1.5V,充电到2.4V,6个单格串联到一起组成12V的蓄电池,常见容量有12Ah、14Ah、20Ah、23Ah、32Ah、38Ah、45Ah、58Ah等。
4块串联组成48伏的电池组、5块串联组成60伏的电池组、6块串联组成72伏的电池组,7块串联组成84伏的电池组、8块串联组成96伏的电池组。市面上所谓的石墨烯电池只不过是铅酸蓄电池的升级版本,归根结底还是铅酸蓄电池。
优点:首先,铅酸电池是最便宜的一种电池,以常见的60伏20安5块电池为例,以旧换新仅需要350元。其次,铅酸电池经历100多年的发展,制作原材料性能稳定,电池过充、过放不会爆燃起火安全性高。
再者,铅酸蓄电池可以循环回收利用,旧电池被有资质的回收公司回收,进行废铅提炼,提炼出的再生铅又会用于制作新的铅酸电池。最后升级版的铅酸电池优化了电解液配方,采用了新的制造工艺,电池容量、耐低温性能、使用寿命得到了大幅提升。
缺点:首先,铅酸电池体积大分量重,是所有电池当中体积最大、分量最重的。其次能量密度相对较低,能量密度为30Wh~50Wh/KG。再者,普通铅酸蓄电池使用寿命较短,循环充放电次数约为350次,约一年半到两年就需要更换。最后,生产、回收过程中会产生的废铅、废硫酸溶液等有害物质会对环境造成污染。
三元锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池。单体标称电压3.6~3.7V,可充电至4.2V,放电至2.5V。
优点:三元锂电池是目前密度容量最高的电池,密度通常在150Wh~250WK。其次是重量轻,重量约是铅酸蓄电池的1/3。再者是循环使用寿命长,电动车常用的三元锂电池平均循环充放电次数约为1200次,可以使用6~8年,同时还支持快充缩短充电等待时间。最后,就是电池组一致性好,电池容量、电压、内阻参数误差小,电池组串联或并联能协同工作,电池组的性能发挥优异。
缺点:首先,三元锂电池热稳定性较差,在温度达到250度到300度会发生分解,材料化学反应强烈,热量会引发电池内部短路,造成电池起火爆燃,安全性较差。其次,正极材料镍钴属于稀有金属价格较高,且电池制造工艺较为严格,导致三元锂电池生产成本高、销售价格贵。
再者,三元锂电池自放电率偏高,自放电率是指电池充足电以后每天自然消耗的电量。例如有的电动汽车充足电以后没有使用,一个月以后电池电量放光,这会对电池的容量使用寿命造成不可逆转的损伤。最后就是在高温环境下,三元锂电池的容量衰减速度加快,电池的性能和续航里程会受到较大影响,同时高温还会进一步降低其安全性。
磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池。单体额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6~3.65V,最低电压可放至2V。
优点:首先,其能量密度相对较高,一般为100Wh~190Wh/公斤,能够在相同体积下比铅酸电池储存更多电量,提升电动车的续航里程。其次,其安全性相对较高,过度充电、过度放电、穿刺和撞击实验只冒烟不起火,热稳定性相对较高,进一步提高了它的安全性。
再者,磷酸铁锂电池的平均循环充放电次数约为2000次,大品牌的甚至可以做到3500次以上,电池寿命8~10年。最后磷酸铁锂电池无记忆效应,可以做到随用随充,浅充浅放电池循环充放电次数可达1万次。并且它自放电率低,长时间不使用电池也能够保持较高的储电能力,而且电池不含有毒有害物质,对环境相对友好。
缺点:首先,价格较贵,大品牌生产的磷酸铁锂电池和三元锂电池价格相差不大,相较于三元锂电池磷酸铁锂电池,具有体积大分量较重的缺点。其次产品一致性较差,由于合成反应的复杂性,不同批次不同生产厂家的磷酸铁锂电池在性能上存在较大差异。
钠电池全称是钠离子电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来完成充放电工作。其工作原理与锂离子电池相似,都属于“摇椅式”电池,即充电时钠离子从正极脱出并嵌入负极,同时电子通过电路从正极流向负极,放电时则相反钠离子从负极脱出并回到正极。
优点:首先,钠电池使用寿命长,可循环充放电2000次以上,使用寿命8~10年。其次,钠电池耐低温性能良好,零度电池容量无衰减,零下10度电池容量保持在90%,让搭载钠电池的电动车在冬天不在为容量衰减续航里程减少而烦恼。再者,充电速度非常快,10分钟充至80%的容量,20分钟完全充满电。最后就是无过放电现象,电池放电至0伏充足电又恢复如初,而且钠电池资源丰富开采相对容易,不含有毒有害物质,不会对环境造成影响,符合环保要求。
缺点:首先,钠离子的半径比锂离子大,对比三元锂电池,在相同体积相同重量下能量密度低,这就限制了其在某些高能量密度要求下的使用。其次,钠电池目前还没有形成完整的产业链,销售价格较高。再者,其宣传的各项优异性能还没有得到市场的验证还有待考验。最后,其宣传的高安全性也令人难以信服,因为早在去年就有用户应购买圆柱型钠电池进行穿刺实验,结果电池起火爆燃,说明钠电池的安全性并没有宣传的那样好。
通过上述详细分析这4种电池各有优缺点,论安全性铅酸电池性能最好、论能量密度三元锂电池性能最好、论电池的循环使用寿命磷酸铁锂电池性能最好、论电池的快充和耐低温钠电池性能最好,买电动车选择哪种电池可结合自己的使用情况来进行选择。
境心总结
通过上述文章的分析,我们已经了解了电动车目前使用的4种电池的优缺点。在买电动车的时候该如何选择适合自己使用的电池呢,如果你关注电池的使用成本,并要求电池具有较高的使用安全,可以选择普通铅酸蓄电池或者它的升级版本石墨烯电池。如果你摩旅跑长途或送外卖,要求电池有较快充电速度和能量密度,可以选择三元锂电池。
建议选择市面上大品牌生产的三元锂电池,并安装大品牌保护板以提高它的使用安全。如果你要求电池有较长的使用寿命和较高的安全性,那么可以选择磷酸铁锂电池。如果你在北方冬季特别寒冷,那么可以选择耐低温性能更好的钠电池。在使用三元锂电池和钠电池的时候,一定要仔细阅读电池使用说明书进行正确操作,以提高电池的使用安全性。