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為何鎳氫電池還能成為豐田混動(dòng)的首選?

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年11月11日  

1,電池千萬種,安全第一條


鎳氫電池之所以能成為一眾轎車的首選,中重要的是其具有無可比擬的安全可靠功能。一方面,鎳氫電池電解液為不可燃的水溶液。另一方面,鎳氫電池的比熱容、電解液蒸發(fā)熱相對(duì)較高、而能量密度相對(duì)較低,這意味著即使發(fā)作短路、刺穿等極端異常情況,電池溫升幅度也不大不會(huì)引起燃燒。最終,作為一款較為成熟的電池產(chǎn)品,鎳氫電池的產(chǎn)品質(zhì)量操控難度低,良品率較高。


到2014年底,全球超越73%的混合動(dòng)力轎車選用鎳氫電池,總數(shù)超越800萬輛,這些混合動(dòng)力轎車在運(yùn)用過程中,并呈現(xiàn)過因電池引起的嚴(yán)重安全事故。而作為商業(yè)化混動(dòng)轎車的代表豐田普銳斯,得益于超卓的充放電程序,這些車在運(yùn)用十年后電池也沒有呈現(xiàn)顯著的壽數(shù)衰減。因此,成熟的鎳氫電池,是現(xiàn)在最具商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的電池。


國外有測(cè)驗(yàn)人員對(duì)普銳斯的電池組進(jìn)行人為的不斷電充電測(cè)驗(yàn),電池組也沒有因此而引起嚴(yán)重的安全事故。


2淺充電造長壽數(shù)


其次是鎳氫電池具有良好的快速充放電功能。混合動(dòng)力轎車的電池容量都不大,例如最新的第八代凱美瑞雙擎,電池容量?jī)H有6.5千瓦·時(shí),比較插電混動(dòng)動(dòng)輒10千瓦·時(shí)以上的電量,容量少了一半以上。而由于混合動(dòng)力體系的工作方式,需求不停地對(duì)電池進(jìn)行快速充放電,而在這種工況下,鎳氫電池比較鋰離子電池更加有優(yōu)勢(shì)。


盡管鎳氫電池的能量密度只要鋰離子電池的60-80%(鋰離子電池為100J/m3),但由于鎳氫電池的特點(diǎn)對(duì)安全保護(hù),溫度操控等要求更低,因此無需大體積就能輕松在混合動(dòng)力轎車上找到自己的容身之所。


混合動(dòng)力轎車特殊的動(dòng)力體系,在合理的動(dòng)力輸出戰(zhàn)略之下,在行進(jìn)過程中一般只會(huì)用到電池容量的10%,即使最極端的情況,電池最大用量大約只能是40%。換言之,電池有約60%的電量是永久動(dòng)用不到,這種稱為淺充電的電池管理戰(zhàn)略,這關(guān)于從鎳鉻電池改進(jìn)而來的,電池回憶效應(yīng)大幅改進(jìn)的鎳氫電池而言,能極大地延長其運(yùn)用壽數(shù),充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)10000次以上。


美國《顧客陳述》曾對(duì)查詢了超越3.6萬位普銳斯車主,得出的結(jié)論是,車輛可靠性高,并且運(yùn)用成本非常低。對(duì)此,《顧客陳述》用一輛行進(jìn)10年33萬公里的第一代普銳斯和十年前僅行進(jìn)3200公里的第一代普銳斯新車進(jìn)行相同標(biāo)準(zhǔn)的油耗測(cè)驗(yàn)以及功能測(cè)驗(yàn)。成果顯示,運(yùn)用了10年行進(jìn)33萬公里的舊車與新車無論是在油耗功能還是動(dòng)力功能都保持在同一水平,說明鎳氫電池組和混動(dòng)體系仍然工作正常。


運(yùn)用鎳氫電池的普銳斯混合動(dòng)力轎車,不少海外媒體對(duì)其有著很高的可靠性評(píng)價(jià)。


從2015年新能源轎車(純電動(dòng)與插電式混動(dòng))在國內(nèi)市場(chǎng)開始遍及至今,因這類選用了鋰離子電池的轎車,在運(yùn)用一定年限后電池壽數(shù)減少,而在冬天低溫環(huán)境下電量呈現(xiàn)顯著的衰減,令不少車主在運(yùn)用中有顯著的續(xù)航焦慮。而這樣的成果,正是鋰離子電池的特性形成的。因此,車齡在3-4年的新能源轎車,保值率最高的只要45%,比較燃油車最低的60%(同車齡)低不少。


3,環(huán)保的電池才能造出環(huán)保的轎車


盡管鋰離子電池沒有回憶效應(yīng),但充放電循環(huán)次數(shù)一般只要600次左右,并且在高電流快充快放以及過充過放的雜亂運(yùn)用環(huán)境中,電池壽數(shù)大幅下降。另外由于鋰離子電池選用有機(jī)電解質(zhì)溶液,低溫下電阻迅速增大,0℃下功能已大大衰減,不能滿意-10℃下正常運(yùn)用要求。反觀鎳氫電池,由于選用堿性電解質(zhì)水溶液,其工作溫度可低至-40℃,因此在冬天,混合動(dòng)力轎車的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)等功能也沒有顯著變化。


最終,由于鎳氫電池不含劇毒物質(zhì),對(duì)環(huán)境更加友好。鎳氫電池的重要成分為鎳、稀土,收回價(jià)值高(有剩余價(jià)值),收回難度小,基本可悉數(shù)收回再利用,實(shí)現(xiàn)資料可持續(xù)發(fā)展,被稱為是最具有環(huán)保效果的電池。


反觀鋰離子電池,收回難度就高得多。鋰離子電池本身的化學(xué)生動(dòng)特性,是其收回的技能道路適當(dāng)雜亂,電池必須先進(jìn)行預(yù)處理,包含放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以收回,但代價(jià)昂揚(yáng):由于剩余電壓仍然高達(dá)數(shù)百伏(不包含18650電池),并有一定危險(xiǎn)性;電池殼體為了安全需求,封裝為不可自拆卸的方式,打開頗費(fèi)功夫;另外,鋰離子電池正極資料也是形形色色,對(duì)收回用的酸堿溶液要求高。以現(xiàn)在的技能,鋰離子電池收回?zé)o疑是一樁賠本的生意。


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