仨三搞笑说|现在锂电池技术这么成熟,为什么没有厂家把它换成锂电池呢?,铅酸电瓶很笨重

锂电池虽然优点很多 , 但是取代汽车电瓶还需要时日 。 虽然部分车型已经应用磷酸铁锂电池作为启动电池 , 但并不是无条件应用的 。 采用磷酸铁锂电池为启动电池的车型 , 需要有一组后备电池 。 例如混动汽车上带有大容量动力电池 , 如果启动电池容量不足那么动力电池可以自动补充电能 。
锂电池与铅酸电池区别
锂电池特点:
单体电池电压高 , 单体电压3.2-3.7V 。
能量密度高 , 可以达到150wh/kg或者更高 。
充放电电流大 。
体积小 , 可以达到400wh/L 。
循环寿命长 , 可以达到1000次
自放电率低 。
生产制造过程中产生的污染低 。
有一定的安全隐患 。
充放电电流大 。
娇贵 , 充放电需要保护板 。
环境温度对内阻影响较大 。
铅酸电池特点:
单体电压低 , 2V左右 。
能量密度低 , 40wh/kg左右 。
体积大 , 130-200wh/L
循环寿命短 , 一般在500次左右 。
自放电率高 。
生产制造过程对环境污染严重 。
成本低原料容易获取 , 制造容易 。
稳定性好 , 可耐受温度广 。
不娇贵 , 充放电要求不高 。
环境温度对内阻影响相对小一些 。
如果看参数 , 那么锂电池绝对是可以代替铅酸电池的
例如电动自行车、电动摩托车、代步车、电动轿车等车辆最初都采用铅酸电池 , 后来逐步更换为锂电池 。 锂电池表现要比铅酸电池好要好很多 , 同样体积的电池锂电池容量更大 , 续航里程也更大 , 重量也小很多、这些优点就是取代铅酸电池的原因 。

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但是汽车上用的铅酸电池与助力车、电动车用的电池是不一样的 。 同样是铅酸电池 , 汽车用的铅酸电池叫做“启动电瓶”、电动轿车/助力车用的电瓶叫“牵引电池” 。 两者之间的差别很大 , 启动电瓶特点是瞬间放电电流大 , 短路电流达到数百安 。 但是不适合长时间放电、深放电 。 而电动车电池特点是可以长时间放电 , 但是瞬间放电电流小 , 因此两者不能通用 。
锂电池可以代替牵引电池那么什么不能代替启动电池呢?
这是因为两者电池应用工况不一样导致的 。 大多数启动电池放在发动机机舱内 , 因此电瓶要承受一定程度的高温 。

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其次汽车还要适应低温 , 冬季冷启动时阻力大 , 需要较大的启动电流 , 能否顺利启动就取决于电瓶冷启动电流大小 。 开篇已经列举了两种电池的优缺点 , 可以看到锂电池可以大电流放电 , 启动汽车是绝对没有压力的 。 生活中用小小的充电宝(带启动功能)就可以顺利启动汽车 , 可以看到放电电流之大!
但是用在汽车上还要考虑耐受温度的问题 , 机舱内温度非常高、而三元锂电池不耐高温 , 受热后电池容易鼓包、胀气 。 受热后内部电解液剧烈气化后会导致电池外壳破裂 , 内部短路产生更大的热量 , 一旦负极材料暴露在空气中很快就会自燃 。 因此三元锂电池并不适合用来替代汽车电瓶 , 主要考虑的就是自燃带来的危险 。

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磷酸铁锂电池可以耐受高温 , 可以放在机舱内代替启动电瓶 。 但是磷酸铁锂电池不耐低温 , 这点不如三元锂电池 , 三元锂电池能耐受低温 。 北方冬季温度特别低 , 铁锂电池温度降低后内阻增加、放电电流减小、放电容量减小 。 我们看一下低温对铁锂电池容量的影响:

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可以看到温度对容量影响还是挺大的 。 冬季低温环境里车子露天存放 , 电池温度也会下降到与环境温度一致 。 某些手机冬季不能放在外衣兜里就是一个例子 , 低温会导致手机迅速掉电、关机 , 只有温度恢复正常容量才会回升 。 低温影响能量的同时 , 电池内阻也会增加 。 容量降低、内阻降低 , 那么最大放电电流也会相对减少N倍 。
北方地区冬季温度很低 , 锂电池容量下降明显 , 启动电流也会下降只能通过加大容量来弥补这个缺陷 。 但是容量加大以后成本增加 , 售价过高又难以推广 。
锂电池充放电需要保护板 , 汽车发电机输出电压电压在13/14.5V之间 。 充电电压/电流都不是恒定的 , 锂电池比较娇贵必须严格控制充电电压 。 电压过高容易鼓包、胀气 , 电压过低充电效率低 , 所以锂电池一般都采用先恒流后恒压的办法来充电 。 车用锂电池必须要配充放电保护板 , 用来控制充电与放电 。 电池多了保护板以后就多了一个故障点 , 一旦保护板坏掉那么电池也就不能用了 , 因为电瓶抛锚实在是不划算 。

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对比之下就会发现铅酸电瓶更适合用在汽车上 , 首先就是价格便宜 , 其次就是稳定性与环境适应能力强 。 即使在北方的冬季露天存放的汽车 , 早上也可以顺利启动 。 虽然低温也会导致电瓶容量下降但是只要电瓶容量衰减不太严重 , 是不会影响到车辆启动的 。 每块铅酸电瓶上都会有一个CCA数值 , 其实这就是冷启动电流 。 分页标题

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CCA电流的含义:在环境温度降到-18℃时候 , 该电瓶的最大输出电流值 。 例如上面的电瓶在-18℃仍然可以提供610A的启动电流 , 即使衰减一半还剩300A 。 汽车用的电瓶只是用来启动发动机 , 瞬间提供超大电流即可 。 启动后整车供电由发电机提供 , 因此大容量长续航的锂电对于汽车来讲毫无意义 。
【仨三搞笑说|现在锂电池技术这么成熟,为什么没有厂家把它换成锂电池呢?,铅酸电瓶很笨重】铅酸电池稳定性高 , 放在机舱内也没有关系 , 不会因为高温而自燃、即使受外力损坏也不会自燃 , 安全系数非常高 。 同时也不需要精密的充放电控制电路 , 恒压充电即可 。 铅酸电池虽然技术落后但是稳定性非常好 , 锂电池虽然技术先进但是稳定性与适应能力要比铅酸差一些 。 对于传统的燃油车来讲 , 稳定压倒一切 。 采用锂电不会带来任何实质性的优势 , 反而会带来不稳定因素 , 虽然通过技术手段可以规避一些问题但是成本又会增加 , 得不偿失 。