鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1702次 | 2020年11月19日
為何兩輪電動(dòng)汽車(chē)很少使用鋰離子電池?
1:鉛酸電瓶是各類(lèi)型動(dòng)力鋰電池中最差的選項(xiàng),原因?yàn)樘厥獾幕瘜W(xué)發(fā)電方式嚴(yán)重影響使用壽命。電瓶的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,一般由六組單元格組成,其中貯存的是硫酸溶液(電解液),鉛與二氧化鉛的正負(fù)極浸泡在電解液中。
充電的原因是利用電網(wǎng)220V電流催化反應(yīng),正極通電后會(huì)通過(guò)溶液傳遞到負(fù)極;隨即負(fù)極硫酸鉛會(huì)被還原為「硫酸-鉛與二氧化鉛」,充電的目的是讓電解液的硫酸濃度提升。
「放電過(guò)程」則是激活電解液與正負(fù)極的活性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),說(shuō)白了就是利用溶液中的帶電硫酸與鉛反應(yīng)生成全新化合物硫酸鉛。在電解液中硫酸濃度降低到閾值后,概念就是所謂的虧電了。
然而在放電過(guò)程中形成的硫酸鉛結(jié)晶體會(huì)有一部分硬度過(guò)高,在充電時(shí)逆向反應(yīng)無(wú)法使其有效地還原;結(jié)果則是電解液濃度越來(lái)越低,極板因結(jié)晶體而硫化破壞活性物質(zhì)與降低反應(yīng)效率。在電瓶每一次充電時(shí)都會(huì)形成這種現(xiàn)象,這就像燃油汽車(chē)總會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)積碳相同,只是后者具備修復(fù)的價(jià)值而前者沒(méi)有,因?yàn)辄c(diǎn)評(píng)的制造成本很低。
2:各類(lèi)型鋰離子電池同樣存在類(lèi)似電瓶性能衰減的問(wèn)題,因?yàn)槌浞烹娨捕际腔瘜W(xué)反應(yīng)。但是物質(zhì)與方式的不同決定了使用壽命會(huì)很大差異,比如「NCM鎳鈷錳三元鋰離子電池」的耐用性就很好,在反應(yīng)過(guò)程中鋰離子與活性物質(zhì)的衰減速度很慢,電解液的變化自然也非常慢。
這種鋰離子電池的使用壽命大約為1000次完整充放電-容量?jī)H下降20%左右,然而鉛酸電瓶完整充放350次左右就會(huì)接近報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)了。不過(guò)這種電池確實(shí)不具備應(yīng)用于電動(dòng)自行車(chē)和電摩的條件,因?yàn)橹圃斐杀救耘f高大「1.5k1kwh(度)」左右,關(guān)于價(jià)格要足夠低的兩輪代步車(chē)而言確實(shí)高了,不過(guò)并不是沒(méi)有替代類(lèi)型。(第三節(jié)說(shuō)明)
02
含義差異-原因
電動(dòng)汽車(chē)含義為新能源汽車(chē),同樣使用電驅(qū)系統(tǒng)的兩輪車(chē)卻沒(méi)有這種含義,原因是因?yàn)檫@種車(chē)輛的價(jià)格低嗎?
也許大多數(shù)電摩用戶(hù)都會(huì)這么理解,但是這種評(píng)價(jià)完全沒(méi)有科學(xué)道理。真正決定兩輪車(chē)尚未含義為新能源的原因,實(shí)際為電瓶不具備【梯次利用】?jī)r(jià)值。電動(dòng)汽車(chē)使用的各類(lèi)型鋰離子電池,其特點(diǎn)是在汽車(chē)上使用十年左右之后仍然有不錯(cuò)的工況,雖然作為驅(qū)動(dòng)電池已經(jīng)有些不合格,但作為儲(chǔ)能電池使用是沒(méi)有問(wèn)題的。(下圖為梯次利用概念與流程)
新能源發(fā)電(清潔電能)上升的速度緩慢,原因正在于儲(chǔ)能電站的容量過(guò)小,24小時(shí)恒定發(fā)電的夜間電能無(wú)法得到有效利用。為了不讓棄電的數(shù)據(jù)過(guò)于夸張,結(jié)果則不得不降低發(fā)電能力。
不過(guò)隨著電動(dòng)汽車(chē)保有量的上升,車(chē)輛淘汰的電池組在經(jīng)過(guò)分揀測(cè)試重組后,絕大多數(shù)電池會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)能電站實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。而且使用年限普遍在30/50年區(qū)間,也就是說(shuō)電動(dòng)汽車(chē)的淘汰電池為清潔發(fā)電做出了很大的貢獻(xiàn),甚至可以說(shuō)是源動(dòng)力,所以也才有資格含義為新能源車(chē)。
重點(diǎn):鉛酸電瓶被車(chē)輛淘汰后就真的報(bào)廢了,問(wèn)題是全新的鉛酸電瓶也無(wú)法勝任「儲(chǔ)能任務(wù)」。因?yàn)槊磕昃陀腥俣嗵?,高頻率的充放發(fā)送電則會(huì)快速的讓電瓶報(bào)廢,這與充放次數(shù)-報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)以五位數(shù)計(jì)算的鋰離子電池相比自然是會(huì)被淘汰的。
而鉛酸電瓶報(bào)廢后還可以重新提煉鉛元素,只是因技術(shù)簡(jiǎn)單且配套硬件的成本低;所以很多小作坊都會(huì)自行煉化鉛,結(jié)果一度造成較為嚴(yán)重水與土壤的鉛污染。但是這種從生產(chǎn)制造到銷(xiāo)售維修的技術(shù)(從業(yè))要求都很低的車(chē)輛,想要像汽車(chē)相同用《溯源平臺(tái)》嚴(yán)格管理電池并不現(xiàn)實(shí),所以最終只能全面棄用電瓶,而改為相同的鋰離子電池-哪種電池能夠替代呢?
磷酸鐵鋰-首選
電動(dòng)自行車(chē)與電摩必須具備的特點(diǎn)為「價(jià)格足夠低」,因?yàn)檫@是普通人們最要的代步工具。電瓶的缺點(diǎn)如此之多但還是能被接受,原因正是因?yàn)楸阋耍凰韵胍娲娖康碾姵匾惨銐虮阋?,磷酸鐵鋰正符合這一標(biāo)準(zhǔn)。
折疊車(chē)輛1.5/2.0k
輕便電摩2.5/3.5k
標(biāo)準(zhǔn)電摩3.5/5.0k
似乎這些車(chē)輛的價(jià)格并不高,要了解早幾年的電瓶-電摩也是要兩三千元的。那么在價(jià)格相當(dāng)?shù)那疤嵯?,這些小車(chē)的續(xù)航能力普遍有幾十公里的提升,用戶(hù)應(yīng)當(dāng)如何選擇呢?
現(xiàn)階段有個(gè)非常有意思的現(xiàn)象:鋰離子電池電動(dòng)汽車(chē)價(jià)格相當(dāng)于早期的電摩,使用鉛酸電瓶的同級(jí)車(chē)輛價(jià)格因續(xù)航里程低而不斷下探;于是才出現(xiàn)鋰離子電池的成本可能更高的錯(cuò)覺(jué),其實(shí)只是落后產(chǎn)品在即將淘汰之前不得不進(jìn)行價(jià)格調(diào)整而已。而且可以預(yù)測(cè)的是后期的鋰電車(chē)價(jià)格也會(huì)持續(xù)走低,為何呢?
LFP磷酸鐵鋰離子電池的制造成本很低,很多圓柱形或者方形鋰離子電池的價(jià)格可以低至【300¥1度】左右?,F(xiàn)階段的價(jià)格高只是因?yàn)楣?yīng)商面對(duì)車(chē)企重要是汽車(chē)領(lǐng)域,而汽車(chē)還在重要使用鎳鈷錳電池;結(jié)果造成鐵電池的產(chǎn)銷(xiāo)量都不夠理想,想要走薄利多銷(xiāo)的模式還有些難度。
然而新標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)自行車(chē)與電摩對(duì)車(chē)輛輕量化的要求很高,笨重且能量密度很低的電瓶必然要被淘汰;能勝任的只有鋰離子電池,價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)符合用戶(hù)需求的又只有鐵電池,所以這片藍(lán)海已經(jīng)被眾多供應(yīng)商關(guān)注了。隨即而來(lái)的則會(huì)是電池價(jià)格的不斷下探,車(chē)輛也會(huì)也會(huì)越來(lái)越便宜了。