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铅酸变铁锂,比亚迪为何要在消费者看不到的地方砸钱?

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-11-17  浏览次数:3
核心提示:近日,比亚迪公布信息称:插电式混动车型的启动电池配置上,已经从铅酸电池全面切换为铁锂电池。从行业来看
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近日,比亚迪公布信息称:插电式混动车型的启动电池配置上,已经从铅酸电池全面切换为铁锂电池。

从行业来看,推动绿色低碳技术研发应用,已成为行业趋势;从消费者贴身利益来看,铁锂电池各项性能全面优于铅酸电池,这种免费升级,完全就是为消费者谋福利。

事实上,自燃油汽车时代起,铅酸电池就普遍作为启动电池使用,但铅酸电池的化学特性也注定会让其缺点十分突出,较强的自动放电特性,导致长时间不使用就需要接电或更换电池,甚至需要叫救援,以致于用户体验极其不佳。

更重要的是,大部分铅酸电池的使用寿命只有2到3年、且生产和废弃过程中存在严重污染和危害,除此之外,铅酸电池的体积和重量都比较大,额为增加了整车能耗。

这些与当前社会环保诉求、低碳要求之间的矛盾日益明显,可见,随着社会环保理念加强,消费者用车需求升级,启停电池去铅酸化,已成趋势。

一.落后的铅酸电池

公开数据显示,目前行业中90%的前装量产启停电池都是铅酸技术路线,但铅酸电池存在诸多技术缺陷。

技术原理上,铅酸蓄电池主要由正极板组、负极板组、隔板、容器和电解液等构成,其结构如下图所示:

其中铅酸蓄电池的正、负极版均由纯铅制成。

正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?

负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状纯铅?

在同一个电池内,有很多这样的正负极板,交替链接,组合成一个基础的正负极组,再在每个正负极组中再插入防止短路的隔板,注入蒸馏水稀释高纯度硫酸而成的电解液,一个最小的单元的铅酸储蓄电池就完成了。

在汽车上,启动电机工作瞬间功率巨大,这导致启动电池的储能必须要足够大,以保证车辆能正常启动,因此,车用铅酸启动电池中中需要并联非常组的极板,形成一个很大的电池群组,才能满足车用需求。

公开资料显示,铅酸启动蓄电池大多数在5公斤以上,体积臃肿,且十分笨重。

从电化学反应方程式来看(2PbO2+3H2SO4+Pb→3PbSO4+2H2O+O2↑+H2↑),铅酸电池的工作原理就是Pb(铅)与H2SO4(硫酸)在电作用下发生双硫酸盐化反应。

在规律状态下,铅酸电池可以发生这种可逆的电化学反应,使蓄电池实现储存电能和释放电能的功能?

不足的是,铅酸电池放电后要及时充电,如果长时间处于半放电或充电不足甚至过充的情况,电池内部就会形成PbSO4晶体?

这种大块晶体很难溶解,最终就会导致板极硫化,电池失效。

事实上,有很多车主在用车中也有发现,铅酸电池貌似比较矫情,尤其是车辆停放一段时间后,电池就没电了,再充电之后也无法恢复到巅峰状态,被迫只能更换电池,甚至需要叫救援等拖车,既浪费时间,有浪费金钱。

除此之外,铅酸电池对温度的要求也非常严苛,其最佳工作状态是25°,过充会发生自热反应,损耗电池性能;过冷也会导致放电特性大打折扣,折射出来的现象是,北方用户一到冬天就会遇到难启动、甚至无法启动的状况。

在常温和规律充放电情况下,公开数据显示,铅酸电池的使用周期是2到3年就需要更换。以羊咩咩开的铃木车型为例,每次更换的费用是300元左右,10年的电池维保费用在1000-1500元左右。

当然除了难管理、易损耗给用户带来经济损失之外,铅酸电池最大的缺点是生产和废弃过程中存在严重的环境污染。

铅属于重金属,和汞、镉更一样会对人体造成巨大伤害,这导致铅在回收过程中不但可通过空气、水直接进入人体,还可通过人吃被污染的动植物,在人体中长期聚集,还会导致人智力下降,精神障碍、失眠、头痛等慢性中毒症状。

为此,2019年1月22日,生态环境部、国家发展改革委、等9部委联合印发了《废铅蓄电池污染防治行动方案》,加快推进铅蓄电池的污染防治工作,提升安全回收,逐渐替代等。

二、比亚迪率先开启铁锂换铅酸

比亚迪在混动车型上率先开启铁锂换铅酸电池工程。

事实上,铁锂电池是20世纪开发成功的新型高能电池、因其具有比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点,已广泛应用于军事和民用小型电器中,新能源车型上。

比亚迪在售纯电车型、混动车型均使用的是比亚迪自主研发的刀片磷酸铁锂(LiFePO4)电池,其正极一般是磷酸铁锂,负极是石墨,总反应式是LiFePO4+6xC?Li1-xFePO4+LixC6。

看不懂反应方程式没关系,但大家可以发现,铁锂电池的正负极材料均是自然界大量分部的物质。例如铁、锂、和石墨等。铁锂电池不含任何重金属与稀有金属,因此该电池具有无毒特性,无论在生产及使用中均无污染,符合欧洲RoHS规定,为真正的绿色环保电池。

除此之外,由于磷酸铁锂的独特电化学特性,其具无记忆效应、不会因为馈电而导致损坏电池,即使长时间停放,也能在补能后继续使用,彻底解决了更换电池、叫拖车的难题。

铁锂电池最大的优点是高循坏寿命,比亚迪表示,其更换的铁锂启动蓄电池,可覆盖整车使用周期,期间不必另行更换电池。

在系统应用方面,比亚迪还表示,为提升用户体验,铁锂电池将能避免铅酸电池出现的没电状况,系统可自动检测小电池电量,通过大电池自动给小电池补充电量,不会出现车上明明有电,车却缺电的尴尬状况。

在体积和重量方面,铁锂电池拥有更高的能量密度,同容量的启动电池,铁锂更轻更小,利于整车布置。公开数据显示,同样容量的铁锂电池,体积不足铅酸电池的五分之一,重量仅2公斤。

整体上可见,铁锂电池更换铅酸电池百利而无一害。于消费者而言,比亚迪率先完成插混全系升级铁锂电池,无异于直接向用户发出一笔涵盖整车使用周期的电池养护费,既省心又省钱。

于我们赖以生存的地球环境而言,铁锂电池生产制造材料均来自于自然界广泛存在的金属材料,无污染,可回收,绿色又安全,是真正可持续发展的绿色能源。

三.心怀使命,引领行业

“从技术来看,铁锂电池也不再是什么行业秘密,为何至今的大部分车依旧在使用铅酸启动电池,而比亚迪带头在这种消费者看不到的地方下功夫?”有读者疑惑的问道。

其实答案就一个“费钱”,公开资料显示,同样容量的铁锂电池成本是铅酸电池的4倍左右。

以羊咩咩自用的铃木车型来看,某东在售的宁德时代磷酸铁锂启动电池售价高达1200元一块,对比之下,铅酸电池才300元左右,成本提升了400%。这对于年销几十万台的整车厂来说,无疑是一笔巨大的支出。

汽车厂家非常重视盈利收入,在外力干预之前,很少有车企愿意主动投资巨额成本,用价格更高昂的铁锂代替铅酸电池,当然比亚迪除外。

比亚迪能率先发起铁锂换铅酸变革,离不开两大优势。

首先是技术+制造成本优势。

比亚迪具备全世界领先的磷酸铁锂电池制造技术,其开发的刀片磷酸铁锂电芯已成为汽车行业领先产品,几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”刀片发布会后,比亚迪集团副总裁兼弗迪电池有限公司董事长何龙对媒体表示。

磷酸铁锂电池规模化制造使得比亚迪在成本控制方面遥遥领先竞争对手,车企中也只有比亚迪可以利用其庞大的产业布局,实现大批量磷酸铁锂配套生产,为消费者谋福利。

其次是企业使命担当,有道是,人活着无非是为了赚钱,留名,只有极少数领导者才具备时代赋予的使命感,成为时代的领导者。

比亚迪懂事长王传福正是后者,他早在十年前就笃定新能源行业赛道,制定了推动汽车产业向绿色可持续能源发展,以技术创新为驱动,从每一个细节做起,助力为“地球降温1℃。”的企业使命。

注:王传福勾勒太阳能、储能电站、电动车绿色梦想

而指引其制定出这一发展路线的正是其对能源可持续发展和环境生态保护的深度思考。10年后的今天,碳达峰、碳中和、绿色和只持续发展已成为全球产业升级,能源升级的方向。

也是在这种使命驱使下,比亚迪在近10年来不断投入新能源产业研发,持续率先突破技术难关,率先自研自产电芯、率先自研三合一驱动、率先自研八合一驱动、率先自研IGBT半导体、率先研发BMS……

一直到今天大家看到的这一幕:以科技成就绿色梦想,比亚迪率先开启整车电池无铅化。

未来,比亚迪还将继续基于雄厚的技术积累,和伟大的企业使命,持续为消费者打造惊艳的新能源产品,推动汽车行业向绿色健康、可持续能源发展。

 
 
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