跟我比你们都是外行 推销锂电池的都是骗子
你们这帮人都是外行,小哥儿几个别再给我讲锂电了,推销锂电的都是骗子,锂电池卖得那么贵,还爱爆炸,你们这是要钱不要命!
前不久,我在一家电动车门店里和老板娘闲聊天,恰巧遇到了一位“奇葩”顾客。
这位大爷看上去最多六十出头,虽然说话不好听,但也是老主顾了,小哥自然不会怠慢。大爷最新的座驾是一辆小龟王电动车,买车加上改装,前前后后在店里也花了大几千块钱。【填问卷·赢红包】
“奇葩”大爷在指导店里的另一位消费者购车
大爷喜欢骑着电瓶车出去转悠,最远的一次从蒲黄榆骑到了潭柘寺,来回折腾了小一百公里,年轻人也很少有这个劲头。大爷这次来店里是想换个大容量的电池,之前的电池已经用了两年多了,续航掉得厉害。
店员也是出于好意,推荐大爷上他们最新的锂电池包,毕竟锂电池包更加轻便小巧,老人家用着更加方便。不过老人家似乎并不领情,反而开始“教育”店员:“锂电池多危险,你知道还是我知道?你瞧瞧那些起火爆炸的,都是锂电池。铅酸电池虽然沉点儿,但好歹用着放心,我骑电动车也有十年了,光替换的铅酸电池都不下五组了,从来没出过事儿,甭废话啊,我要换那个7250的铅酸,就是那个黑金石墨烯的那个,麻利儿的。”
●铅酸安全锂电危险 有这种想法的人还真不少
笔者随后又和门店老板娘聊了聊这个事儿,老板娘也坦言,的确有很多人在买车时都提出过这个问题,也有一部分用户和那个大爷一样,点名要铅酸电池的车,一来铅酸车确实便宜,二来就是担心锂电池起火爆炸。
电动车起火爆炸的事故屡见报端
“不过我也经营了小十年的电动车了,锂电的车也没少卖,但真要说起火爆炸的,也只听说过几个,但那是有人自己改装焊接的时候出的事儿,原厂电池出事儿的好像还真没听说过。”
有用户自组锂电池包起火
“那铅酸电池有起火爆炸的吗?”笔者追问了一句。
“我们店里有一次就差点出事儿!”老板娘对这个事儿印象很深刻,“电池正在里屋充电呢,一下就着了,得亏人都在外面,所幸没出啥大事儿”。
“不过我们卖的车和电池都是大品牌的,很少听说有出事儿的,倒是一些搞回收旧电池的,他们出事儿就比较多了”,老板娘又补充了一句。
近半用户对锂电池和铅酸电池安全性无准确认知
之后,笔者又针对铅酸电池和锂电池的安全性问题进行了问卷调查。结果显示,有三成用户认为锂电比铅酸电池更危险,而近半数用户对于两种电池的安全性没有明确认知。
锂电池危险,事实果真如此么?
●先说明一件事儿 电池为什么会爆炸?
爆炸意味着压力的瞬间释放。
电池在很多情况下并不是封闭的,无论是锂电池还是铅酸电池,在设计时都会针对内部压力异常增大的情况设置安全阀,即便电池内部发生短路等异常情况,内部压力也会及时释放,不会引发大的风险。
那么既然电池在设计之初就已经考虑到了潜在风险,那么为什么在新闻报道中还经常能看到电池爆炸的案例呢?
绝大多数所谓“爆炸”来自车辆电路或充电器的电容
首先,很多所谓的“电池爆炸”案例其实并非电池爆炸,而是控制器或者电气系统发生短路或者故障引发电容爆炸,这种爆炸规模非常小,很多只是有一些声响和火花,这种情况下起火才是最大的危险源。
部分电容爆炸甚至看不到明火
其次,当电池或者车辆其它部件燃烧时,由于车身采用了大量塑料材质,很多人也会误将塑料燃烧的“噼啪”声当做爆炸。
电池结构被破坏,电池材料直接接触空气后爆燃
最严重的情况,电池真的爆炸了。一种情况是,劣质电池自身没有设计安全阀或者安全阀被损坏,无法起到泄压作用,当电池内部压力过大时发生爆炸;另一种情况则是电池充电器故障形成过充,电池内部析出氢气,当氢气与氧气以一定比例混合后发生爆燃。
●锂电池真的比铅酸电池更危险? 事实并非如此
既然明白的电池为什么会爆炸,那么锂电池和铅酸电池究竟哪个更安全呢?
从电池结构来说,目前锂电池包基本都是18650电池进行封装,而铅酸电池则基本上也是密封性能很好的免维护性铅酸电池,如果其内部压力过大且安全阀发生异常的话,两者的危险系数基本相当。
18650电芯顶部的安全阀
如果是由于电池过充内部析氢的话,18650电池中电解液含量相当有限,析出氢气的量也极为有限,但对于以稀硫酸为电解液的铅酸电池来说,如果发生过充,电池内部析氢现象严重,发生爆燃的几率也大大增加。
某品牌锂电池包严重破损的情况下,安全阀启动释放压力,未发生起火爆炸
从电池的安全防护角度来看,18650电芯上都设计有安全阀,不仅可以释放内部过大压力,还会物理断开电池与外界的电路连接,相当于将该电芯物理隔断,以保证电池包其它电芯的安全。另外,锂电池包通常都会配备BMS保护板,它能够精准控制电池包中每一颗电芯的状态,直接从根源上解决过充过放的问题。
BMS能最大程度解决锂电池单体电芯过充过放等问题
相反,铅酸电池在安全防护上除了安全阀之外似乎就乏善可陈,BMS保护几乎不存在,很多劣质充电器甚至都无法做到充满后断电,安全保障上与锂电池相去甚远。
铅酸电池缺乏BMS系统保护
再配上劣质充电器,不出事儿是你人品好
当然,如果你用的是价格和铅酸电池差不多的锂电池,这种情况谁都救不了你。
最后还有一点,如果是因为意外冲撞造成电池结构遭到破坏,铅酸电池似乎比锂电池更安全一些。不过在这种等级的事故中,电池材料早已暴露在开放环境中,爆炸也就无从谈起了。
总结:电池不是炸弹 爆炸更多由劣质产品引起
从电池的安全冗余设计上来看,合格的锂电池和铅酸电池都能够充分保证用户的使用安全,并不存在明显的安全性差异。但由于市面上很多低端小型电动车和滑板车数量较大,且多半采用的是质量较差的锂电池,相对更容易发生事故,这也给消费者留下了锂电池不安全的错觉。
退一万步讲,如果锂电池真的那么危险,为什么全球绝大多数的电动汽车都选择了锂电池作为动力来源呢?【 填问卷·赢红包 】
优选锂电池电动车推荐
●雅迪摩界2.0
雅迪摩界二代是国内电动车市场中少有的电动山地自行车产品,粗壮的车架和宽大的轮胎都给人留下了深刻的印象。很显然,这就是一辆户外达人专属车型。【 填问卷·赢红包 】
雅迪摩界2.0
其实这款车型在尺寸上也算不上小巧,但相比那些电摩车型,雅迪摩界二代就显得轻便不少。摩界二代车架采用了6061铝合金材质,6系铝合金被广泛应用于飞机、地铁列车等交通工具的框架结构部分,拥有良好的耐蚀高韧特性,在不损失强度性能的前提下有效降低整车重量。
摩界二代采用了36V 13Ah动力锂电池,搭配350W电机,在助力模式下可以实现最高70Km的续航里程,纯电驱动最高续航里程也能达到40Km。
另外,前后碟刹有效保证了车辆制动性能,禧玛诺9速变速也满足更多场景的骑行需求。
●爱玛蛋蛋
爱玛蛋蛋是目前市面上少有的自带座椅加热功能的电动车,这虽然会损失一些续航里程,但有时舒适度远比续航更重要。
爱玛蛋蛋
这款车尺寸较为小巧,所以可能它更加适合女性用户使用。450W功率电机搭配48V 15Ah锂电,最高时速28Km/h,官方续航70Km,这样的性能算不上强劲,但也足够日常使用。车速和动力从来都不是佛系青年追求的,能够安全高效地代步通勤就足够了。
●小牛N1S
小牛N1S是目前小牛销售情况最好的车型之一,它也是目前在售车型中最经典的一款。
小牛N1S动力版
N1S动力版的性价比较为突出,它拥有与顶配版完全相同的智能化功能,同时60V 26Ah电池包搭配博世电机又能实现80Km左右的实际续航里程,尽管电池容量比Pro版小了一些,但用接近3000元的差价完全可以额外购买一个备用电池包了,这显然比其它版本车型更划算。
●速珂CU2舒适版
速珂CUⅡ舒适版是CU系列中性价比较高的一款车型。良好的人体工程学设计提供了出色的骑行体验,柔软的鞍座材质长时间骑行也不会疲惫。
速珂CU2舒适版
速珂CU2舒适版采用了48V 32Ah锂电池包,官方续航100Km,完全充电需要7小时左右,非常适合城市用户通勤使用。
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锂电池基本参数,结合电动自行车电池应用分析
锂电池应用及其普遍,手机及数码产品、平板电脑及笔记本、电动工具、电动自行车、电动汽车、后倍电源及储能等各个领域。锂电池的类型也多种多样。
这里我们重点介绍一下锂电池的几个重要参数。并结合电动自行车电池在应用中的分析。
一、充放电倍率
充放电倍率高越好。“C”是形容电池充放电电流大小的专用符号。1C放电就代表1小时内把电池从满电放到空的电流大小。
电池容量为2000mAH,那么这颗电池的1C放电电流就是2Ah。
比亚迪e6电动汽车中使用的电池组容量是200AH,则这个电池1C放电电流就是200Ah
一个电池如果用高倍率放电,通常放出的能量比低倍率少。
上图为不同放电倍率下锂电池放出的电量,从上图测试结果可知这颗动力电池使用2C放电放出的能量只有1C放电下的96%电量,使用0.2C放电放出的能量只有1C放电下的102%电量。
二、充放电循环次数
循环次数越多越好。500次是锂电池的常见值,根据不同材料制作的锂电池充放电次数从300-3000次不等。这个值的具体含义每个工厂可能略有不同,大致可以理解为:按厂商规定的充放电倍率(比如1C放电,0.3C充电;每次从0%充放到100%,照此循环)下,500次循环后,电池容量还剩最初的80%。 充放电次数和使用习惯的关系太大了,我们举几个例子。
1、充放电强度对循环次数的影响
工厂标注:每次从0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰减到80%,这是最严苛的测试循环,也可以不这么严格,看下面
如果每次电量的循环都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰减到80%
如果每次电量的循环都在25%-75%,3C放,0.3C充,1600次后容量衰减到80%
2、浅充浅放对寿命的影响
工厂标注:每次从0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰减到80%,是最严苛的测试循环,也可以不这么严格,看下面
每次电量的循环都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰减到80%
每次电量的循环都在50%-100%,1C放,0.3C充,1800次后容量衰减到80%
以上两个例子可看出充放电的倍率越小、越有利于寿命提升;浅充浅放也有利于寿命提升。
三、内阻
内阻越小越好,这个参数随负载大小、温度等因素随时变化,随着电池寿命减少,内阻也在逐渐增大。内阻越小的电池越可以高倍率充放电,18650的普通电池内阻在50mΩ左右,动力型的18650电池在15mΩ左右。
想知道内阻多大需要用专用的设备测量,普通万用表不行。
内阻测试仪
上图为电池内阻测试仪
四、电池一致性
采用相同材料、相同工艺生产的电池在容量、内阻、充放电曲线上的一致性越高越好。电池能否大规模组成电池组这一点非常关键,电池组规模越大对一致性要求越高。
根据电动自行车用锂电池的应用,对各参数做详细分析。
绝大多数电动车用的都是铅酸电池。从2005年后开始出现了采用锂电池的电动自行车,常见的规格是电压36V/48V,容量8Ah-12Ah。带脚蹬子的那种电动自行车如果使用48V12Ah的锂电池,纯电续航达35公里。
一、充放电倍率
驱动自行车对充电方面没有特别要求,常见的充电倍率是0.1C-0.3C之间,电池厂轻松达标,但放电倍率上稍高,至少要满足1C,这对电池厂来说压力也不大。但是目前还有一种电动摩托车,采用踏板摩托车外形,时速甚至可以超过60km/h,这种车对电池的要求一下提高到2C-3C,所以如果你是自己组装这种高性能电动车,选购电池时要计算好。
厂商配的电池往往不用操心,自己配的电池一般有3种类型:磷酸铁锂电池,三元锂电池,动力三元电池。他们最高的放电倍率分别是:1.5C,2C,3C。你也可以通过增大电池组的容量来提升1C放电对应的电流。
二、充放电循环次数
磷酸铁锂电池寿命约2000次,三元锂电池约800次,动力三元锂电约800次。但是由于电动自行车中往往不是单体电池,木桶效应导致成组后第一次出现容量上的故障,时间上会提前,大约是单体寿命周期的1/4到1/2。
当然,这也和使用习惯相关。刚刚说过的一切规律在这里都适用,因为我们这里涉及到另一种正极材料:磷酸铁锂了,所以要单说一下。
上图为改装电摩中使用的磷酸铁锂电池组
磷酸铁锂的能量密度比三元锂电低40%,同样能量的电池磷酸铁锂体积大,分量沉,优势在于循环次数多,好保养。比如还是刚刚所说的条件,三元锂电满电存放3个月,电池容量衰减到初始的80%,但磷酸铁锂面对这样严酷的存放条件还可以保持90%,虽然也损失了,但远没有三元锂电那么严重。
这个原因和磷酸铁锂绝大部分能量(85%以上)都集中在3.2V电压上有关,虽然这种电池充电的截止电压有3.6V,但从3.6V到3.2V的区间内存储能量还不到总能量的1%,即便充满后,放置几分钟电压也会回落到3.2V。所以磷酸铁锂自动维持低的电压应力。不容易形成钝化膜。
三、电池内阻
选用的动力电芯的内阻比普通电芯会小,这样意味着电池内部通过电流的所受到阻力越小。
四、电池一致性
一致性问题更加重要,目前电动自行车采用的单体电池大致有2类:
1、小单体电池,也就是18650电池,容量2.2Ah-2.6Ah,每组电池单体数量20个-500个。
2、大单体电池,容量一般为20Ah-40Ah之间,每组电池单体数量15个-30个。
我们以72V40Ah的电池组为例,如果采用小单体电池,就需要20串19并的方式,共380颗18650电池。每20颗首尾相接为一条,19并电池组在任何时候充放电都要求电压差在0.02V以内,听上去要求很高,但实际上却不像想象中的难,因为18650电池的工艺已经非常成熟,同批次电池的一致性相当的好。
上图为大单体电池
如果采用20Ah大单体电池,就需要20串2并的方式,共40颗大单体电池,只要这40颗工作起来同步就没问题了,总得来说大单体电池成组后在一致性上出现问题的几率更小。不利因素也有,如果是磷酸铁锂的大单体电池,一致性会比三元锂电差很多,所以电池组都需要再添加一个自动均衡的电路,在每次充电的末尾判断哪一颗电池需要单独多充一会儿电,来解决磷酸铁锂一致性不佳的弱点。
一致性问题在这里已经上升到很重要的地位,使用一致性不好的电池进行组装,必然影响电池组的使用寿命。
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