近几年, 随着新能源概念的普及, 电动自行车成了千家万户的首选, 据不完全统计, 目前为止, 我国电动两轮车的保有量已经突破了3000W辆, 预计到2018年我国电动两轮车的保有量将突破4000W辆.
车辆的增多带来的问题也不少, 首先就是交通问题, 很多骑行电动车的驾驶员都存在不遵守交通规则的情况, 导致车祸不断, 后果也十分惨重.
其次便是电动车的回收再利用的问题, 众所周知, 电动车的供能主要依靠于电池, 而电池又分两种——铅酸电池和锂电池, 关于这两种电池的优缺点的争论从来没停止过, 争论再多最终都是围绕着价格.
今天笔者就给大家来算算这笔账, 到底是铅酸电池省钱还是锂电池省钱. 文章开始前我们先来了解一下何为铅酸电池, 何为锂电池!
何为铅酸电池?
铅酸电池 (VRLA) , 是一种电极主要由铅及其氧化物制成, 电解液是硫酸溶液的蓄电池. 铅酸电池放电状态下, 正极主要成分为二氧化铅, 负极主要成分为铅; 充电状态下, 正负极的主要成分均为硫酸铅.
铅酸电池结构图 (图片来源于网络)
一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V; 在应用中, 经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池, 还有24V, 36V, 48V等
何为锂电池?
'锂电池' , 是一类由锂金属或锂合金为负极材料, 使用非水电解质溶液的电池. 1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究. 20世纪70年代时, M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池. 由于锂金属的化学特性非常活泼, 使得锂金属的加工, 保存, 使用, 对环境要求非常高.
所以, 锂电池长期没有得到应用. 随着科学技术的发展, 现在锂电池已经成为了主流.
锂电池结构图 (图片来源于网络)
电池大致可分为两类: 锂金属电池和锂离子电池. 锂离子电池不含有金属态的锂, 并且是可以充电的. 可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生, 其安全性, 比容量, 自放电率和性能价格比均优于锂离子电池. 由于其自身的高技术要求限制, 现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池.
铅酸电池优缺点
优点:
价格便宜, 同时自带可回收再利用属性, 在用坏之后可以去电动车店里以旧换新, 补差价便可换一组新的电池, 把损失降到最低, 对使用者是个不小的福利. '抗击打' 能力强, 即使摔坏稍微修补一下就能继续使用.
缺点:
首先就是铅酸电池的体积和重量都很大, 重量一般在16-30kg, 其次是铅酸电池一般情况下深充深放电在400次以内, 有记忆, 使用寿命在2年左右 (大多情况下在1.5年以内) . 并且铅酸电池里面包含液体, 电池消耗一段时间后, 如果发现电池发烫的厉害或者充电时间变的短了, 就需要补充液体.
锂电池优缺点
优点:
体积小, 重量轻, 综合对比铅酸电池, 锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3, 重量约是铅酸电池重量的1/3. 相同体积的锂电池更比铅酸电池的容量要高, 体重的降低使得电动车续航能力增加大概10%左右.
充放电方面, 锂电池耐用性较铅酸电池强, 在常温下使用, 锂电池可以连续充电48小时不会出现电池膨胀漏液破裂等事故, 容量保持在95%以上. 并且在专用充电器下, 可以进行快速充放电. 深充电深放电超过500次, 而且还是无记忆, 一般寿命基本在4到5年左右.
缺点:
锂电池的制作成本高, 制作设备昂贵人工成本占到制作成本的40%左右, 价格大概是铅酸电池的三倍左右. 并且锂电池的回收价值不高, 国内的回收环境也比较混乱, 大部分锂电池用坏了只能扔了, 或者找个地方埋了.
而劣质锂电池, 在电动车这种密封条件不是太好, 容易潮湿导致接触不良等原因引发可能存在的安全隐患.
介绍完铅酸电池和锂电池的电池构造和优缺点后, 笔者来给大家细算一下更换的成本, 看看到底是铅酸电池的投入成本高, 还是锂电池的投入成本高.
我们在2017年8月开展了一次8款电动车横评活动, 其中绿源的小龟在续航测试中, 以平均时速21.49km/h, 续航59.2km, 而它的电池容量就是我们常见的60V 20Ah, 电机功率为800W. 接下来我们都以这辆车的电池容量和电机功率为基础进行对比.
铅酸电池使用寿命:
按照相关资料显示, 2015年北京上班族通勤距离单程平均在19km左右, 而到了2017年这个数据只多不少.
以笔者为例, 我的上下班往返通勤距离总共在50km左右, 如果我骑行一款标配60V 20Ah, 电机功率为800W的电动车上下班通勤, 时速保持在30km/h, 那么我一天就能消耗掉一次循环充放电.
按照一个月21个工作日来计算, 再加上双休日及节假日的散碎骑行时长, 一年内这款电动车的循环充放电大约在300次左右, 而前文我们便介绍过, 铅酸电池的使用寿命在400次循环充放电, 所以在这样高频次骑行情况下, 一块铅酸电池的寿命最多一年半.
有人可能要发问, 谁能这么高频次的去骑行电动车, 对于当今社会来说显而易见的便是外卖行业, 而且频次只多不少.
笔者曾与一个外卖送餐员沟通过, 在北京, 他们一天的骑行距离高达100km, 而且速度都很快, 那么一款60V 20Ah, 电机功率为800W的电动车在他们手里很容易出现一天两次循环充放电的情况, 所以对于外卖行业来说, 一块铅酸电池的寿命很有可能都到不了一年.
铅酸电池更换成本:
我们从某宝搜索到某品牌铅酸电池, 电量60V 20Ah的售价为1068元, 而以旧换新的价格为718元, 按照铅酸电使用寿命一年来计算, 使用时长为三年, 那么更换铅酸电池的总成本为2504元.
锂电池使用寿命:
锂电池平常我们接触的就非常多了, 以手机为例, 一部手机在使用1-2年后, 续航能力虽不如以前, 但很少有人会在两年内考虑更换电池.
众所周知, 我们的手机都是在电量低于20%的时候发出警示, 大部分人都会在这个时候选择为手机充电, 而从20%-100%充满我们只使用了0.8次循环充放电, 按照这个频率我们两年内对锂电池的循环充放电次数为365*2*0.8=584次.
iPhone 4手机电池损耗情况
笔者在网上找到了两个锂电池循环充放电的例子, 一张截图显示的是一块1420mAh的iPhone 4锂电池完成482次循环充放电后, 电池剩余电量1147mAh, 较比出厂容量衰减了20%
锂电风暴实测不同电芯锂电池500次循环充放电后容量损耗
另外一个则是来自名为 '锂电风暴' 的微博提供的数据, 从提供的对比数据来看不同电芯类型的锂电池在经历500次充电循环后的寿命衰减, 除了其中一种外, 其余电芯均能维持80%以上的剩余容量, 力神的磷酸铁锂更是基本没有衰减.
锂电池电池更换成本:
我们还是拿某宝的某品牌电池来举例, 锂电池60V 20Ah的售价为1898元, 按照我们上文的数据分析, 锂电池在使用了两年时长中一共循环充放电584次, 那么这个时候锂电池电池容量仅损耗了20%, 剩余的80%的电池容量依然可以满足你的日常骑行.
本文总结:
有人可能会说笔者的成本论略有瑕疵, 按照笔者的推论虽然铅酸电池更换成本提高了, 但是每次更换后, 电动车的续航可是满血复活了, 而锂电池虽然没有更换, 但是随着电池容量的不断缩减续航是大不如以前的.
虽然这样的说法也有其一定的道理, 但是笔者要给大家算的经济账是在电动车还能正常行驶的情况下, 铅酸电池和锂电池的更换成本.
所以, 综上所述, 如果你买了一台电动车只骑行了一年就换掉, 那么选购采用铅酸电池的电动车是比较划算的, 如果你不考虑换车, 那么从第二年更换电池开始, 铅酸电池的低成本优势就变得微乎其微, 等到了第三年再次更换电池的时候, 铅酸电池的成本就明显超过了锂电池.
