在以前电动车都使用铅酸电池,它是由法国物理学加斯东.普朗特于1859年发明,时至今日经历100多年的发展,具有价格便宜、可循环回收利用、安全性高的优点,正是凭借于此在电动车上被广泛应用。但其缺点也非常明显那就是体积大、分量重、能量密度低、充电时间长、耐低温性能差、使用寿命短约1~2年就需要换新。
几年前一种新型材料石墨烯横空出世,它是以天然石墨为原料,经过极其复杂的制造工艺和高科技大型设备制造而成。是将石墨加工成非常薄的单个原子,是目前已知最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料。在电子元器件、新能源电池、复合材料、生物医药等高端领域有着广泛的应用前景。但根据网上的资料真正的石墨烯价格比黄金还贵。
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为了开发出新型铅酸电池,并宣传其性能,电池制造企业宣称新型铅酸电池当中加入了石墨烯。说实话,这只不过是一个噱头罢了,新型的铅酸电池当中是加入了含石墨的材料,并不是真正意义上的石墨烯。只是通过板栅加厚,提升内部空间利用率,优化电解液配方。所谓的石墨烯电池在能量密度、循环使用寿命、充电速度上确实有了一定提升,但它归根结底还是铅酸电池,其存在的一些缺点依然无法改变。
随着科技的进步,两轮、三轮电动车使用的电池必须具备使用寿命长、重量轻、能量密度高、充电速度快、耐低温性能好的优势。早在2023年1月10日,超威发布了全球首发第1代钠离子电池,同年的3月30日天能在天津发布第1代钠离子电池天钠T1,截至目前天能和超威发布的钠电池已经大量上市销售,以下是钠电池的简单介绍:
钠电池是依靠钠离子作为电荷载体,工作原理与锂电池相似,靠钠离子在正负极之间的嵌入和脱出来实现充放电。目前钠电池已经上市销售,涵盖48V、60V、72V电动车,具有以下优势:
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耐低温性能好:钠电池能够做到零度容量无衰减,零下20度能量保持在90%,使用钠电池的电动车彻底告别冬季续航缩水的痛点。
充电速度快:钠电池充电电量从10%充到80%仅需15分钟,30分钟充满电,是目前充电速度最快的电池。
能量密度高:现在市面上的钠电池能量密度在120~160Wh/kg,远高于石墨烯电池40~50Wh/kg。
重量轻:以48V电动自行车使用的钠电池为例,48V30AH重量约13~15kg,48V32AH石墨烯电池重约36kg,并且相同容量钠电池比铅酸电池体积更小。
寿命长:目前市面上的钠电池普遍可循环充放电1500次,部分型号循环充放电2000次,使用寿命5~8年,长期使用成本更低。
自放电率低:钠电池月自放电率约为1%,就是在充足电以后存放每个月自然消耗的电量约为1%,广泛适用于储能领域。而铅酸电池约自放电率在15%以上,第2个月起随着电池容量下降,自放电率成倍增加,三个月不使用不充电就会饿死充不进电。而钠电池哪怕电池电量放光充足电又能恢复如初。
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2025年5月17日,比亚迪在深圳总部发布两轮、三轮电动车专用锂电池新品发布会,陆续推出32款锂电池,适合市面上48V、60V和72V电动车,使用的电芯是汽车级的刀片磷酸铁锂电芯,具有以下优势:
量密度高:比亚迪发布的刀片磷酸铁锂电池能量密度180Wh/kg,是石墨烯电池的4倍。
安全:电芯经过挤压、穿刺、撞击只冒烟不起火,耐高温800度安全性高。
长寿命:这款电池可循环充放电3000次,提供5年质保,正常使用寿命达10年,可以做到电池与电动车同寿命,让电动车做到终生不要换电池。
充电快:支持3~5c的快充,电量从15%充到80%仅需30分钟,能够做到1小时充满电,个人买于家用,建议使用慢充,因为过快的充电速度会加速电池老化。
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重量轻:比亚迪这款磷酸铁锂电池相同容量重量约是铅酸电池的40%,可有效减轻电动车车身重量负担,具有节能省电、增加续航、而且体积小可减少占用车身空间。
综合使用成本低:比亚迪的这款磷酸铁锂电池可循环充放电3000次,使用寿命约10年。价格是同型号铅酸电池的两倍,使用寿命是5倍,长期算下来是目前使用综合成本最低的电池。
天能、超威发布钠电池,比亚迪发布两轮三轮电动车专用磷酸铁锂电池,对比石墨烯电池在使用寿命、耐低温性能、能量密度、充电速度轻量化设计等方面具有绝对优势,那为何目前电动车制造企业还青睐石墨烯电池呢?
安全性高:石墨烯电池是普通铅酸蓄电池的升级版本,归根结底还是铅酸电池。它经历100多年的发展,制作技术成熟,原材料化学性能稳定,过度充电、过度放电、哪怕短路也不会爆燃起火。所有电动车企业目前更青睐于石墨烯电池,最重要的原因就是其高安全性,搭载石墨烯电池或铅酸电池的车型,可以规避起火爆燃的风险,保护使用者的人身安全,是对车主和社会负责。
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产业链完善:目前铅酸电池已经形成完整的产业链,回收后的旧电池由有资质的企业进行拆解,然后熔化、冶炼、提纯制作成铅板。这种铅称为再生铅,用于制作新的铅酸电池如此往复循环。由于产业链完善,再加上所有电动车销售门店更换铅酸电池是其主要收入来源,虽然钠电池和磷酸铁锂电池优势明显但在短时间内很难取代石墨烯电池。
性价比高:使用石墨烯电池的车型比使用钠电池和磷酸铁锂电池的车型每辆便宜1000元左右。石墨烯电池车型可以减少制造成本,降低车辆销售价格,消费者在选购车型的时肯定愿意买价格便宜的车,超出预算的车肯定不愿意买单。比如新国标电动自行车销售价格比老国标车每辆贵500~1000多元,有的销售门店一个月没有卖出去一辆新国标电动自行车,原因就是价格高没有性价比,消费者不愿意买。
用户认知成熟:雅迪、爱玛、台铃、绿源等已形成自有石墨烯电池品牌(如冠能石墨烯、金标石墨烯),用户认知度高,买电动车都会选择铅酸电池或石墨烯电池,最关键的是对铅酸电池安全性的认可。而钠电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池,不仅价格卖的高,消费者还认为这三种电池存在起火爆燃的风险,因为毕竟经常有新闻报道电动车电池起火。最后使用锂电池消费者考虑到其价格高还存在不安全因素不愿购买。所以,电动车制造企根据市场需求生产消费者愿意购买的石墨烯或铅酸电池车型。
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并非永远青睐,而是过渡期最优解:慢慢随着钠电池逐步量产,形成完整的供需产业链,其价格会进一步下降。去年起磷酸铁锂电池大量上市其价格也大幅下降,在接下来的几年钠电池和磷酸铁锂电池会逐步取代体积大分量重的铅酸电池,这只是时间早晚的问题。
总结
石墨烯电池是普通铅酸蓄电池的升级版本,通过在板栅中加入含石墨的材料,优化电解液配方,采用新的制作工艺,对比普通铅酸电池,在能量密度、循环使用寿命、耐低温性能、充电速度上有一定提升。但归根结底是铅酸电池,依然摆脱不了体积大、分量重、能量密度低、使用寿命短、耐低温性能差的缺点。
现在天能、超威、宁德时代、亿纬等都发布了自己的钠电池,比亚迪也在去年发布了两轮、三轮电动车专用磷酸铁锂电池。这两种电池都解决了铅酸电池存在的缺点,是目前电动车较为理想的电池。虽然目前车企还在继续使用石墨烯电池,但这只是过渡期的最优选择,在未来随着这两种电池逐渐量产,价格进一步下滑,优势得到用户的肯定和接受,我相信会慢慢地取代石墨烯电池。
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