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锂電和鉛酸的缺點

生活 更新时间:2024-07-28 08:11:49

近幾年,随着新能源概念的普及,電動自行車成了千家萬戶的首選,據不完全統計,目前為止,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将突破4000W輛。

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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,導緻車禍不斷,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争論從來沒停止過,争論再多最終都是圍繞着價格,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為鉛酸電池,何為锂電池!

鉛酸電池結構圖(圖片來源于網絡)

一個單格鉛酸電池的标稱電壓是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标稱是12V的鉛酸電池,還有24V、36V、48V等

●何為锂電池?

“锂電池”,是一類由锂金屬或锂合金為負極材料、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提出并研究。20世紀70年代時,M. S. Whittingham提出并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。随着科學技術的發展,現在锂電池已經成為了主流。

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锂電池結構圖(圖片來源于網絡)

锂電池大緻可分為兩類:锂金屬電池和锂離子電池。锂離子電池不含有金屬态的锂,并且是可以充電的。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,現在隻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裡以舊換新,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。

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鉛酸電池組重量在16-30公斤體積較大

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次以内有記憶使用壽命在2年左右(大多情況下在1.5年以内)。并且鉛酸電池裡面包含液體,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。

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松下18650圓柱型锂離子電芯

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。并且在專用充電器下,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。并且锂電池的回收價值不高,國内的回收環境也比較混亂,大部分锂電池用壞了隻能扔了,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,容易潮濕導緻接觸不良等原因引發可能存在的安全隐患。

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。

我們中關村在線電動車頻道在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,電機功率為800W。接下來我們都以這輛車的電池容量和電機功率為基礎進行對比。

●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年這個數據隻多不少,以筆者為例,我的上下班往返通勤距離總共在50km左右,如果我騎行一款标配60V 20Ah,電機功率為800W的電動車上下班通勤,時速保持在30km/h,那麼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,一年内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,誰能這麼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,而且頻次隻多不少,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,那麼一款60V 20Ah,電機功率為800W的電動車在他們手裡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的售價為1068元,而以舊換新的價格為718元,按照鉛酸電使用壽命一年來計算,使用時長為三年,那麼更換鉛酸電池的總成本為2504元。

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某品牌鉛酸電池全新售價

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某品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,以手機為例,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内考慮更換電池。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為手機充電,而從20%-100%充滿我們隻使用了0.8次循環充放電,按照這個頻率我們兩年内對锂電池的循環充放電次數為365*2*0.8=584次。

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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,電池剩餘電量1147mAh,較比出廠容量衰減了20%

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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為“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,其餘電芯均能維持80%以上的剩餘容量,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的售價為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,那麼這個時候锂電池電池容量僅損耗了20%,剩餘的80%的電池容量依然可以滿足你的日常騎行。

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某品牌锂電池售價

本文總結:

有人可能會說筆者的成本論略有瑕疵,按照筆者的推論雖然鉛酸電池更換成本提高了,但是每次更換後,電動車的續航可是滿血複活了,而锂電池雖然沒有更換,但是随着電池容量的不斷縮減續航是大不如以前的。雖然這樣的說法也有其一定的道理,但是筆者要給大家算的經濟賬是在電動車還能正常行駛的情況下,鉛酸電池和锂電池的更換成本。

所以,綜上所述,如果你買了一台電動車隻騎行了一年就換掉,那麼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,那麼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。

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