中國儲能網(wǎng)訊:目前,汽車啟動電池是鉛酸電池最大的應(yīng)用領(lǐng)域,占到了整個鉛酸電池市場的50%以上,2013年鉛酸電池規(guī)模突破400億美元,國內(nèi)有近1億輛汽車保有量,加上每年15%新增保有量,汽車啟動電池在預(yù)裝與替換市場潛力巨大。但與此同時,鉛酸電池作為汽車啟動電池還是存在不少問題。
能量密度低,重量比能量在30wh/kg以下,傳統(tǒng)12V60AH電瓶30KG左右,增加油耗;
使用壽命問題,鉛酸電池循環(huán)壽命最高僅有500次左右,作為啟動電池使用壽命也就2-3年;
儲存性能差,月自放電率10%-15%,存放半年后可能就導(dǎo)致電池處于基本沒電狀態(tài);
低溫放電能力不足,低溫(-20℃以下)啟動困難,尤其電池在較低SOC態(tài)時,在寒冷環(huán)境下無法啟動;
電池內(nèi)阻高,導(dǎo)致其充放電效率低;充電時,部分電能由于高內(nèi)阻轉(zhuǎn)化成電池內(nèi)部的熱量; 1C放電時15%-20%電量轉(zhuǎn)化為熱浪費掉,放電效率僅80%左右,導(dǎo)致車輛油耗增加;
環(huán)境影響,血鉛事件、重金屬污染及停車3分鐘熄火的政府條例規(guī)定等,國家環(huán)保政策壓力較大。
由此看來,鉛酸電池作為啟動電池未來必將被更有優(yōu)勢的二次電池代替。那么哪種電池最有可能替換鉛酸電池呢?首先讓我們來看看未來對于汽車啟動電池的要求。我們認(rèn)為汽車啟動電池主要在以下幾個方面需要提升:
性能提升,包括對電池能量密度、壽命、倍率性能、充放電效率、高溫儲存性能、低溫啟動等性能做全面優(yōu)化,以滿足汽車性能需求;
整車要求,提高安全性、舒適性以及降低能耗是汽車業(yè)發(fā)展的趨勢,汽車啟動電池也將向高功率、輕量化、小型化方向發(fā)展。
下面從五個方面對啟動電池選擇的優(yōu)劣進(jìn)行了對比:
1.電池類型的對比,汽車啟動技術(shù)對于電池的體積、使用壽命、儲存性能以及充放電性能都有更高的要求,在這些方面鋰離子電池的優(yōu)勢都比較突出。
2.正極材料的對比,綜合來看,LFP是汽車啟動電池比較理想的正極材料。
3.匹配優(yōu)勢,LFP電池獨特的放電平臺和車輛電氣系統(tǒng)14V工作電壓相匹配,可以做到即插即用。
4.性能優(yōu)勢,LFP電池相比鉛酸電池六大性能優(yōu)勢是啟動電池長期發(fā)展的必要條件。
5.成本對比,一次投入成本對比,鉛酸電池還是有明顯的優(yōu)勢,但是隨著磷酸鐵鋰電池成本逐年降低,兩者的差距將越來越小。如果再考慮兩者使用成本對比,磷酸鐵鋰電池將具備爭奪啟動電池市場的實力。
磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在汽車啟動電池上面,從上面的分析來看,確實是非常適合的一種應(yīng)用,實際上幾年前市場上面就有這個概念了,而到目前為至,磷酸鐵鋰電池在汽車啟動電池上面的應(yīng)用還是非常有限。
究其原因,筆者認(rèn)為:
首先,磷酸鐵鋰電池初期投入成本較高是一個主要原因。
其次,市場上面的用戶已經(jīng)習(xí)慣鉛酸電池的一些弱點,沒有嘗試過磷酸鐵鋰啟動電池,不能直觀感受到磷酸鐵鋰電池的好處。
再者,現(xiàn)在市面上已有的產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊,是不是所有公司的產(chǎn)品都是真正靠譜的產(chǎn)品?
比如高溫存儲性能,要知道發(fā)動機倉體工作溫度在70度以上,傳統(tǒng)鋰鹽70度就開始分解,如果電池工藝不做優(yōu)化,如何保證長壽命。
又比如低溫倍率性能,零下20度下能不能啟動,汽車做一種交通工具,啟動應(yīng)用的范圍需要足夠?qū)?,如果不能在低溫下高倍率放電,如何保證啟動的可靠性。
針對這些情況筆者也做了一些計算,初期投入成本上,隨著磷酸鐵鋰電池成本逐步降低,全生命周期內(nèi)磷酸鐵鋰電池單次使用成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉛酸電池了。
對于用戶使用習(xí)慣方面,電池供應(yīng)商應(yīng)積極與一些汽車改裝發(fā)燒友合作,提供產(chǎn)品給他們實車測試驗證,通過他們貼身使用產(chǎn)品的感受,來慢慢認(rèn)識了解這種產(chǎn)品,最終希望通過口碑傳播,來慢慢地轉(zhuǎn)換普通大眾這種感觀。
事實上,磷酸鐵鋰啟動電源在實車驗證過程中,除了前面已經(jīng)明確的優(yōu)勢外,還發(fā)現(xiàn)使用磷酸鐵鋰啟動電源后,用戶百公里油耗降低10%-15%左右,這個結(jié)果是超出預(yù)料的,給用戶帶來的這種驚喜也更利用產(chǎn)品的推廣傳播。
對于產(chǎn)品可靠性方面,現(xiàn)在一些企業(yè)量產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池在低溫倍率性能、高溫存儲性能、超低溫放電性能上都相對于普通的磷酸鐵鋰電池有較大的技術(shù)提升,新開發(fā)的產(chǎn)品在零下20度20C放電,平臺電壓大于1.85V,可以正常啟動。
高溫70度存儲與循環(huán)性能有了較大的提升,在低溫零下40度以下可以正常工作。這些性能的提升將會顯著提升磷酸鐵鋰電池在汽車啟動領(lǐng)域應(yīng)用的可靠性。