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铅酸还是锂电?新国标争议重重

来源:中国电动汽车网   小蛮   2017/1/4   浏览13775次   

[摘要]据相关人士透露,在近期召开的“四轮低速电动车标准工作组第二次会议”上,企业方强烈要求允许低速电动车使用铅酸电池,而表达反对意见的行业专家则劝说“还是死了这条心吧”。

是铅酸,还是锂电?电池种类的限定已然成为低速电动车领域内最受争议的问题。据相关人士透露,在近期召开的“四轮低速电动车标准工作组第二次会议”上,企业方强烈要求允许低速电动车使用铅酸电池,而表达反对意见的行业专家则劝说“还是死了这条心吧”。



铅酸电池被拒之门外?


从此次讨论的情况来看,低速电动车虽具有小型、低速的特性,但其仍具有载客的属性,因此,标准草案的编制以“安全性不降低”作为原则,即相比传统的乘用车,并不会降低在安全方面的要求,而是依照其特殊的属性,对动力、尺寸、重量等方面提出了要求。据了解,该草案暂将铅酸电池拒之门外,也是从这原则出发,所考虑到的不仅是交通道路的安全性,也包括社会环境的安全。



早在4月中旬,国标委公示了《四轮低速电动乘用车技术条件》的立项国标项目,其目的之一旨在解决成规模的低速电动车所搭载的铅酸电池在回收、冶炼等过程中造成的污染,从而向更加环保的锂电池转型。一时间,电池种类的限定成为在低速电动车领域的最大争议点。在这之中,也有不少业内专家呼吁将锂电池取代铅酸电池作为低速电动车的动力来源,但这也引起了参与此次讨论的企业代表的一片哗然。


目前,市场中的低速电动车有大约90%以上的均使用铅酸电池,搭载锂电池的车型却很少,而一旦标准落地,并要求必须采用锂电池,势必会对众多业内企业带来冲击,不仅是产品成本难以把控,甚至整款车型均需要重新设计、研发。“成本低,符合三、四线城市和乡村的消费水平。”在众多低速电动车厂商看来,为了迎合市场需求,不应取缔铅酸电池在低速电动车领域的地位,而另一方面,他们还认为,铅酸电池的发展已经相当成熟,其回收体系也已经达到很高的水平。


此前,中国工程院院士杨裕生也曾强调,四轮低速电动车标准不应限定电池品种,各类电池材料都存在一定的优缺点,应当允许各品种电池在公平竞争的环境中共同发展,如果一味地限定电池品种将不利于新电池材料的发展,应当由企业选择并由市场当裁判员。


不过,也有专家认为,锂电池续航里程更大、使用寿命长、电池容量高、回收过程更为环保,更适合低速电动车的长远发展。“而且成本也在不断下降。”虽然标准草案仍待商讨,但也有在场专家表示“不要对铅酸电池抱太大希望。”与此同时,也有参会人士提议给予一定的市场过渡期。


铅酸电池好还是锂电池好?


低速电动汽车在没有国家政策和资金的支持下,完全依靠市场的需求而发展起来的产业。在新能源电动汽车行业扮演了一定的角色。然而目前低速电动汽车绝大多数使用的是发展成熟的铅酸电池作为动力,很少采用锂电池作为动力。低速电动汽车采用铅酸电池作为动力的原因很大程度上是因为目前在成本这块铅酸电池具有竞争性的优势。而且铅酸电池发展比较成熟,性能稳定,安全性比较好。所有这些都是让低速电动汽车在动力电池的技术路线上选择了铅酸电池。


铅酸电池的结构:


铅酸电池的正极材料主要是由PbO2组成,负极材料主要是Pb组成,电解液通常是稀硫酸。在放电过程中遵循双硫酸盐反应规则,正负极材料上都有PbSO4晶粒生成,铅酸蓄电池的标称电压是2V,理论比能量是166.9Wh/kg,实际比能量为35~45Wh/kg。由于电解液存在的导电性,使得铅酸电池存在自放电和充电的时候不允许大电流充电,所以一般铅酸电池的充电都限制在0.3C以下。



铅酸电池的生产工艺比较成熟,在该技术上虽然有很多公司在正负极材料的制备工艺上有很多的创新和突破,但是使用材料的基础技术却没有根本性的创新和突破。在制备工艺的改进创新基础上铅酸电池的蓄电能力,自放电性,以及耐充电性能都得到一定的改善。但是并没有发生质的的变化。铅酸电池本身使用的材料存在一定的污染环境的风险。在低速电动车使用的复杂工况环境下极有可能出现电解液泄露,或者是其他的情况致使铅酸电池中的正负极材料流失到环境中去,对环境造成一定的污染。


就目前来讲,铅酸电池的制备从上游的铅矿,以及各种加工厂产业链比较完善,竞争也比较充分,再加上行业发展的技术成熟程度包括产业设备的国产化率都是比较高,所以产品价格比较低,在低速电动车上使用非常具有成本优势。


锂电池的结构


锂电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。正极材料主要是锂的活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料(俗称三元),磷酸铁锂等活性锂合物质。负极材料主要是负极采用锂-碳层间化合物LiXC6,基本是性能和化学稳定性比较好的碳材料,石墨、碳纤维、玻璃碳等等,在负极材料方面石墨烯由于其优异的充放电性能,越来越多的受到各个锂电池厂家以及投资机构的关注。电解液通常是溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液,目前国内最大生产电解液的厂家是以多氟多(002407)为代表的一类厂家。目前比较热的锂离子电池的能量密度约在100~150Wh/kg左右,显然比铅酸电池高出很多。由于电解液使用的是有机溶剂,导电率非常弱。使得锂电池的自放电性很小。在充电的时候允许大电流充电。所以一般锂电池的充电能够达到1C。


锂电池的生产工艺目前来讲已经很成熟,但是在正负极材料、隔膜这些核心材料方面国产化依然还有很长的路要走。随着装配工艺的不断进步和发展以及国内大量的资本涌向锂电池产业链。关键的原材料不断在有所突破,再加上最近两年大量的新开工的锂电池厂家将会在未来两年建成投产,势必会造成锂电池的产能过剩,价格必定会出现跌落。随着资本的密集投入,上下游产业链的完善,锂电池价格必将会到达一个低速电动汽车接受的水平。更主要的是锂电池本身的材料结构决定其不会存在对环境污染的巨大风险。



锂电池的优秀性能,如果能在价格上跟铅酸电池产生正面竞争,将会给低速电动汽车的续航里程,充电使用带来深远的影响,甚至会对该产业带来巨大的影响。现在锂电池的价格在一定的时间之内还无法降低到与铅酸电池相竞争的价格,但不能否认锂电池的价格正在逐步降低,再有一点,国家对铅酸电池的政策性加税也促进锂电池的加快发展,占领低速电动汽车这块迅速增长的市场。国内各大锂电池厂家产能扩大,进入有序的激烈竞争势必会带来物美价廉的动力锂电池。在《四轮低速电动乘用车技术条件》的征求意见中,将锂电池作为动力电池的基本要求,也是国家层面也在正视低速电动汽车这个能够改善民生的市场。



(责任编辑:陈jing)


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