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為何鎳氫電池還能成為豐田混動的首選?

鉅大鋰電  |  點擊量: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、電解液蒸發熱相對較高、而能量密度相對較低,這意味著即使發作短路、刺穿等極端異常情況,電池溫升幅度也不大不會引起燃燒。最終,作為一款較為成熟的電池產品,鎳氫電池的產品質量操控難度低,良品率較高。


到2014年底,全球超越73%的混合動力轎車選用鎳氫電池,總數超越800萬輛,這些混合動力轎車在運用過程中,并呈現過因電池引起的嚴重安全事故。而作為商業化混動轎車的代表豐田普銳斯,得益于超卓的充放電程序,這些車在運用十年后電池也沒有呈現顯著的壽數衰減。因此,成熟的鎳氫電池,是現在最具商業應用價值的電池。


國外有測驗人員對普銳斯的電池組進行人為的不斷電充電測驗,電池組也沒有因此而引起嚴重的安全事故。


2淺充電造長壽數


其次是鎳氫電池具有良好的快速充放電功能。混合動力轎車的電池容量都不大,例如最新的第八代凱美瑞雙擎,電池容量僅有6.5千瓦·時,比較插電混動動輒10千瓦·時以上的電量,容量少了一半以上。而由于混合動力體系的工作方式,需求不停地對電池進行快速充放電,而在這種工況下,鎳氫電池比較鋰離子電池更加有優勢。


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對安全保護,溫度操控等要求更低,因此無需大體積就能輕松在混合動力轎車上找到自己的容身之所。


混合動力轎車特殊的動力體系,在合理的動力輸出戰略之下,在行進過程中一般只會用到電池容量的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%的電量是永久動用不到,這種稱為淺充電的電池管理戰略,這關于從鎳鉻電池改進而來的,電池回憶效應大幅改進的鎳氫電池而言,能極大地延長其運用壽數,充放電循環次數可達10000次以上。


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


運用鎳氫電池的普銳斯混合動力轎車,不少海外媒體對其有著很高的可靠性評價。


從2015年新能源轎車(純電動與插電式混動)在國內市場開始遍及至今,因這類選用了鋰離子電池的轎車,在運用一定年限后電池壽數減少,而在冬天低溫環境下電量呈現顯著的衰減,令不少車主在運用中有顯著的續航焦慮。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,環保的電池才能造出環保的轎車


盡管鋰離子電池沒有回憶效應,但充放電循環次數一般只要600次左右,并且在高電流快充快放以及過充過放的雜亂運用環境中,電池壽數大幅下降。另外由于鋰離子電池選用有機電解質溶液,低溫下電阻迅速增大,0℃下功能已大大衰減,不能滿意-10℃下正常運用要求。反觀鎳氫電池,由于選用堿性電解質水溶液,其工作溫度可低至-40℃,因此在冬天,混合動力轎車的動力、經濟等功能也沒有顯著變化。


最終,由于鎳氫電池不含劇毒物質,對環境更加友好。鎳氫電池的重要成分為鎳、稀土,收回價值高(有剩余價值),收回難度小,基本可悉數收回再利用,實現資料可持續發展,被稱為是最具有環保效果的電池。


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生動特性,是其收回的技能道路適當雜亂,電池必須先進行預處理,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,但代價昂揚:由于剩余電壓仍然高達數百伏(不包含18650電池),并有一定危險性;電池殼體為了安全需求,封裝為不可自拆卸的方式,打開頗費功夫;另外,鋰離子電池正極資料也是形形色色,對收回用的酸堿溶液要求高。以現在的技能,鋰離子電池收回無疑是一樁賠本的生意。


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