锂电池就不用 锂电池总是起火,为啥不用铅酸电池呢?内行人一语道破,真相了!

小编 2024-10-19 聚合物锂电池 23 0

锂电池总是起火,为啥不用铅酸电池呢?内行人一语道破,真相了!

“火与电的碰撞“,在最近几年,似乎成了公众热议的话题——因为,纠缠于两者之间的“自燃”现象,最近几年似乎越来越多了。

也是因为这样的问题,越来越多人提出质疑:明明锂电池这么不安全,为啥车企不用铅酸电池呢?

对此,咨询了一些业内人士,他们的居然说“换做自己,也坚持用锂电池”!

为什么会这样呢?他们表示,首先大家得清楚两者之间的特性。

01 锂电池的特性

先说锂电池,作为现在使用范围最广的电池,它的优势简直是无与伦比。

一方面,能量密度特别高。

说白了就是在较小的体积内,能存储大量的电能。

这就像一本薄薄的百科全书,尽管体积不大,却能包含丰富的信息。

这对于追求轻便和续航能力的电动汽车来说,无疑是一个巨大的优势。

此外,锂电池的充电速度也很快。

现在最好的锂电池,结合800v高压充电技术,最快能达到15分钟补能500公里了。

这放在其他类似的电池身上看,根本无法实现。

再加上不错的循环次数,和可靠的电池寿命,因此,很多车企都将锂电池奉为了“座上宾”。

包括最先进的固态电池,仍旧是朝着锂电池这条路线,在继续研究和发展。

聊完了锂电车,接下来我们谈谈铅酸电池的特性。

02 铅酸电池的特性

提到铅酸电池,可靠应该是它的代名词了,虽然技术老旧,但稳定性一绝。

这也使得铅酸电池在特定的工业应用中,仍占有一席之地。

也是因为这种可靠性,因此,汽车电池中的小电瓶,都还在使用铅酸电池。

然而,抛开这个优势以外,它的劣势就很明显了。

首先就是,能量密度很低。

对照锂电池来看,同等单位质量或单位体积,只能储存6分之一的能量。

说白了就是,如果现在的主流电车,如果采用铅酸电池,最多跑个100公里就不行了。

此外,铅酸电池的“充电效率”并不高,并不支持快充功能。

想象一下,采用锂电池,现在最快20分钟就能补能80%,但换做铅酸电池就离谱了:

充一次电,至少8-10个小时,想想都令人折磨!

结合上面的情况来看,也就是说充一次电8小时,最多100公里。

就这样的电车,你会买吗?

更重要的问题是,铅酸电池使用寿命很短,循环次数在300-500次就不行了。

也就是说,如果放在汽车上,可能3年左右就得换电池了!

答案到这里似乎很明显了,但大家有所不知,其实抛开充电速度、寿命不谈,锂电池依旧是首选。

为什么这么说呢?

03 为什么这么说

原因在于,大多数人对汽车电池的理解错了。

它并不是我们看到的一节节的电池——这个简单的概念——而是一个复杂而精密的系统。

如果用一个形象的比喻来说,那么单个电池就像是士兵,而电池包则是一个全副武装、训练有素的军队。

这个军队不仅有士兵,还有先进的装备和严密的战术指导,以确保在面对“敌人”时,能够稳健应对。

譬如,高质量的电池包,上方不仅覆盖有保护作用的云母板,内侧还采用了大量阻燃材料,有效预防因过热导致的起火问题。

另外,电池包内部还加装了气凝胶垫,作为额外的防护措施。

这些都是为了确保,在面对外力撞击或压力时,能够有效吸收冲击力,保护电芯免受损伤。

更复杂的,还有电池的热管理系统、电池管理系统等等,它们实时监控着电池的状态—— 一旦发现异常,立刻介入。

就这样的安防措施,真的没什么必要用铅酸电池。

因此,虽然现在的电车,时常还有自燃的现象,但基本都是老款车型,或者部分混动或者增程式汽车。

近1-2年生产的纯电新能源,在安全防护上面,做的已经非常好了。

特别是那种20万起的纯电汽车,由于预算充足,在安全方面可谓是不遗余力,基本不会出现自燃或者因为车祸碰撞爆炸的现象。

不信,大家可以统计下最近2年自燃的车型,就会发现这样的情况。

总而言之就是,虽然铅酸电池的性能特别稳定,但考虑续航、寿命、充电速度的问题,真的不适用于电动汽车。

而所谓的起火问题,其实已经不是多么严重的事情了,特别是即将推出的半固态锂电池,安全系数又做了极大的提升。

按照这个路线继续发展下去,随着固然电池的应用,起火这件事,或许会在汽车行业的字典里直接消失了。

锂电池经常爆炸,为啥不用铅酸电池?安全不是最重要的吗?

铅酸电池虽然相对便宜和相对安全,但它们的能量密度远远低于锂电池。这意味着铅酸电池无法提供足够的能量支持高性能设备或长途行驶。

新能源汽车发展之初,由于续航能力饱受诟病,能量密度成为动力电池研发生产关注的重点,三元电池发展迅速,但随着电动车自燃、爆炸频繁,安全性能的重视度得到广泛的关注,电池制造厂、整车厂在选择电池材料体系时也变得更加谨慎。 Ternary lithium battery

本期我们讲一种在铁锂体系中的新型正极方案,磷酸锰铁锂,磷酸锰铁锂兼具磷酸铁锂安全性和三元材料高能量密度的优点 是正极材料的升级方向之一。

行业中有一种观点认为磷酸锰铁锂是目前最适合进行推广的正极材料,之前我们讲过的硫锂电池概念虽然理论上比这种材料还要好一些,但整体来说想要商用,还需要长期验证,但磷酸锰铁锂电池已经可以上车了,而且便宜耐用。那么这种电池是如何解决安全与能量密度之间的矛盾呢?

之前老王讲过,磷酸铁锂和三元锂最重要的一个区别就是微观材料结构,前者更加稳定是橄榄石正八面体结构,而后者是层状。这好像在说这两种材料模式是固定的,不可以变化的,但实际上电池行业的产业链说简单也简单,正极材料这种东西都是由粉末压实后烧结制成的,其内部含量、配方,本质上可以根据需求进行改变,那么最近新出现的一种新型电池为能量密度和安全的平衡做出了表率,他就是磷酸锰铁锂电池。

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其基本原理就是利用锰这种元素比较柔和的特性,掺杂在磷酸铁锂正极材料中能大幅度提升电池性能。磷酸锰铁锂小颗粒能够填充在三元大颗粒之间,构建更稳固的导电网络,而且大幅度降低内阻,这个性质让科学家们做梦都能笑出声来,最关键的是三元材料中加入磷酸锰铁锂之后,放热量低的磷酸铁锂隔绝在三元材料周围,抑制了活性材料热失控之后的连锁反应,而且能量密度与3元的523基本持平,成本只是523的三成,这个性质又让厂家采购做梦都能笑出声来。

从成本角度来看,锰元素在国内储量十分丰富,成本极低污染还小,利用四种磷酸盐进行相互掺杂就可以构成多元橄榄石结构材料,这也是磷酸锰铁锂名字的来源。

其实有一点很多人都不知道,就是磷酸锰铁锂可以和三元锂材料进行复合,2022你那很多企业都做过类似尝试,比如复合20%三元523之后的磷酸铁电池放电平台更加平滑,减轻了用电冲击还可以使用三元里现成的电池管理系统,等于说整体来讲增加了能量密度,并且安全性也提升了,像德方纳米、宁德时代和比亚迪都有这样的技术储备。

比如第二代比亚迪刀片电池(目前还未公布)但据行业消息人士猜测,二代刀片采用了新型掺杂工艺的磷酸锰铁锂,且外形有一定改进。在今年2季度就会出现样片,这种电池能量密度逼近200-260瓦时/公斤,但热失控抑制能力比第一代还要好,成本进一步下探到原先的80%左右。

磷酸锰铁锂从技术角度来看,一定是2024-2026年的主流技术,再之后可能是锂硫固态的天下、也有可能是金属陶瓷或凝胶半固态,都有可能。关注我,下期见。

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