鉛酸電池還是鋰電池？論低速電動車的動力門檻
日期：2024-11-25 07:27:01 作者：宏力精密鋼管 閱讀數：475低速電動汽車在沒有國家政策和資金的支持下，完全依靠市場的需求而發展起來的產業。在新能源電動汽車行業扮演了一定的角色。然而目前低速電動汽車絕大多數使用的是發展成熟的鉛酸電池作為動力，很少采用鋰電池作為動力。低速電動汽車采用鉛酸電池作為動力的原因很大程度上是因為目前在成本這塊鉛酸電池具有競爭性的優勢。而且鉛酸電池發展比較成熟，性能穩定，安全性比較好。所有這些都是讓低速電動汽車在動力電池的技術路線上選擇了鉛酸電池。
對于低速電動汽車選擇鉛酸電池作為動力源，在經濟成本上雖然有很大的優勢，但是存在巨大環境污染的風險。對于低速電動汽車的解禁，以及建立標準情況，2016年4月14日，國家標準化管理委員會在其網站上對2016年第一批擬立項國家標準項目公開征求意見。2016年第一批擬立項標準，《四輪低速電動乘用車技術條件》被放在立項欄目中。其中意見欄目中很明確的提出低速電動汽車使用鋰電池作為動力是門檻。此意見一推出有兩方面的聲音其一是支持低速電動汽車鋰電化，其二是維持低速電動汽車使用鉛酸電池。兩方面在技術路線的選擇上都有充分合理的理由來證明技術路線選擇的合理性。在選擇動力電池這塊本人比較傾向選擇鋰電池。無論從技術還是從運營管理方面來講，選擇鋰電池作為動力必定會成為低速電動汽車發展的趨勢。
鉛酸電池的結構
鉛酸電池的正極材料主要是由PbO2組成，負極材料主要是Pb組成，電解液通常是稀硫酸。在放電過程中遵循雙硫酸鹽反應規則，正負極材料上都有PbSO4晶粒生成，鉛酸蓄電池的標稱電壓是2V，理論比能量是166.9Wh/kg，實際比能量為35～45Wh/kg。由于電解液存在的導電性，使得鉛酸電池存在自放電和充電的時候不允許大電流充電，所以一般鉛酸電池的充電都限制在0.3C以下。
鉛酸電池的生產工藝比較成熟，在該技術上雖然有很多公司在正負極材料的制備工藝上有很多的創新和突破，但是使用材料的基礎技術卻沒有根本性的創新和突破。在制備工藝的改進創新基礎上鉛酸電池的蓄電能力，自放電性，以及耐充電性能都得到一定的改善。但是并沒有發生質的的變化。鉛酸電池本身使用的材料存在一定的污染環境的風險。在低速電動車使用的復雜工況環境下極有可能出現電解液泄露，或者是其他的情況致使鉛酸電池中的正負極材料流失到環境中去，對環境造成一定的污染。
就目前來講，鉛酸電池的制備從上游的鉛礦，以及各種加工廠產業鏈比較完善，競爭也比較充分，再加上行業發展的技術成熟程度包括產業設備的國產化率都是比較高，所以產品價格比較低，在低速電動車上使用非常具有成本優勢。
鋰電池的結構
鋰電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。正極材料主要是鋰的活性物質一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料(俗稱三元)，磷酸鐵鋰等活性鋰合物質。負極材料主要是負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6，基本是性能和化學穩定性比較好的碳材料，石墨、碳纖維、玻璃碳等等，在負極材料方面石墨烯由于其優異的充放電性能，越來越多的受到各個鋰電池廠家以及投資機構的關注。電解液通常是溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液，目前國內最大生產電解液的廠家是以多氟多(002407)為代表的一類廠家。目前比較熱的鋰離子電池的能量密度約在100～150Wh/kg左右，顯然比鉛酸電池高出很多。由于電解液使用的是有機溶劑，導電率非常弱。使得鋰電池的自放電性很小。在充電的時候允許大電流充電。所以一般鋰電池的充電能夠達到1C。
鋰電池的生產工藝目前來講已經很成熟，但是在正負極材料、隔膜這些核心材料方面國產化依然還有很長的路要走。隨著裝配工藝的不斷進步和發展以及國內大量的資本涌向鋰電池產業鏈。關鍵的原材料不斷在有所突破，再加上最近兩年大量的新開工的鋰電池廠家將會在未來兩年建成投產，勢必會造成鋰電池的產能過剩，價格必定會出現跌落。隨著資本的密集投入，上下游產業鏈的完善，鋰電池價格必將會到達一個低速電動汽車接受的水平。更主要的是鋰電池本身的材料結構決定其不會存在對環境污染的巨大風險。
鋰電池的優秀性能，如果能在價格上跟鉛酸電池產生正面競爭，將會給低速電動汽車的續航里程，充電使用帶來深遠的影響，甚至會對該產業帶來巨大的影響。對于鋰電池具有價格成本優勢應用于低速電動汽車上面本人持有樂觀態度。
對比完鉛酸電池和鋰電池的結構，在低速電動汽車使用方面，動力電池會產生的污染點主要有以下幾種情況：
1、車體產生顛覆或者是碰撞受損。在這種情況下，鉛酸電池極容易出現電解液泄露，鉛酸電池內部的一些材料出現泄露。而鋰電池車輛由于制造工藝與鉛酸電池存在很大差異，出現泄露的情況十分有限甚至是可以忽略。
2、使用過程中某一兩個電池出現問題的更換。在此環節很容易出現更換之后隨意丟棄的現象。在這種情況下電池極容易成為污染源。相比于鉛酸電池的用量，以及使用材料，鋰電池中不含有重金屬對環境產生的影響也不大。而鉛酸電池中的重金屬鉛卻會對環境產生很大的壓力和影響。
3、使用到達壽命年限的廢舊處理。首先鋰電池的充放電次數要遠大于鉛酸電池的充放電次數。使用更換率上鋰電池要比鉛酸電池慢得多。即使到了使用年限或者是報廢條件。鋰電池依然有很高的電容量率。還能進行儲能使用，進入下一輪循環。而鉛酸電池雖然殘值相對比較高，但是在流通環節特別是鄉村偏遠地區以及特定的使用環節，極容易出現隨意丟棄或者是流通到一些翻新小作坊里面，成為完全失控的狀態。
隨著低速電動汽車的市場增長越來越大，低速電動汽車依靠自身的優勢在新能源電動汽車行業占有一席之地。同時以其實用性，低成本，便捷性越來越受到城鎮居民以及農村居民的青睞，特別是改善城鄉居民的出行發揮了巨大的作用。在村與村，村與鎮之間的基礎物流和基礎客流上從客觀上降低了流通成本。在合適的使用空間上發揮了巨大的作用。低速電動汽車的輕量化發展方向，大續航里程的需求也需要在動力方面采用鋰電池來作為驅動動力。
現在鋰電池的價格在一定的時間之內還無法降低到與鉛酸電池相競爭的價格，但不能否認鋰電池的價格正在逐步降低，再有一點，國家對鉛酸電池的政策性加稅也促進鋰電池的加快發展，占領低速電動汽車這塊迅速增長的市場。國內各大鋰電池廠家產能擴大，進入有序的激烈競爭勢必會帶來物美價廉的動力鋰電池。在《四輪低速電動乘用車技術條件》的征求意見中，將鋰電池作為動力電池的基本要求。也是國家層面也在正視低速電動汽車這個能夠改善民生的市場。
低速電動汽車未來大有作為。