以锂电池为首的新能源车真的能减少碳排放吗?还是资本的一场骗局?
生产过程的碳排放,由于锂电池的生产需要消耗大量能源,碳排放比燃油车多50%。行驶中的碳排放,无论是火力发电为主的印度,还是以风电、水电、太阳能等可再生能源为主的
欧洲,新能源 车碳排放都明显低于燃油车。随着可再生能源的进一步发展,新能源车碳排放会
更低。保养维护的碳排放,电车不需要换机油,但轮胎消耗大于油车,碳排放差距不大。
一、以一辆车的总生命周期15年计算,在中国,电车能减少37-45%碳排放,新能源车的确能降低碳
排放。在火电占大部分发电量的国家,混合动力由于只需要纯油车的60%油耗,行驶中的碳排放也相应
降低40%,碳排放和纯电车差不多。
的确有一个隐藏的“骗局”:新能源车由于使用费用低,会“鼓励”大家开得更多,如果控制不住
“不费钱多开点”的欲望,很可能会让新能源车变得不环保。
二、衡量车辆的碳排放,不能只看行驶过程中的碳排放,也要看生产车辆过程的碳排放,这就是很多人
认为电车碳排放比油车高的论据生产一辆汽车需要消耗大量的原材料和电能,而同样尺寸大小电车和油车,电车往往要重不少,油
车电车的基本框架是一样的,而电车的电机比油车的发动机加上变速箱还要轻不少,而生产电池的碳排放也占生产整车碳排放的1/3以上。
据汽车安全与节能国家重点实验室的研
究,生产一辆电车比燃油车增加50%碳排放,单纯以生产车辆过程计算,电车碳排放的确高。换
一个角度看,电池越小(续航越短)的纯电车,生产碳排放越低。电车不使用燃料,但行驶依然会产生碳排放,这是因为电能是二次能源,对于采用火力发电为主的
地区,电车的能源来自煤和天然气,跟石油同样是不可再生的化石能源,燃烧煤和天然气同样产碳
排放,这也是很多人抨击电车和油车同样“不环保”的理由。
如果采用风力、水力、太阳能这些清洁能源来发电,电车可以视为零排放。
三、据国际清洁交通委员会ICCT最新统计结果,以现今各国的发电厂进行评估,结合车辆
实际寿命和里程,在火力发电占比较低的欧洲,电动汽车在其整个生命周期(从生产到使用,平均
寿命15-18年)的排放量比汽油车低 66-69%,在美国,电车的排放量比油车碳排放减少60-68%,
在中国,电车能减少37-45%碳排放。火电占绝大部分的印度,电车也能减少19-34%的碳排放。
无论在哪个国家,在占比更大的使用环节,电车碳排放明显低于油车;在占比
较低的生产环节,电车碳排放都比油车明显更高,主要差距在于黄色的电池生产部分。
车辆的保养维护碳排放,电车不需要换机油,但车大胎宽,轮胎消耗大于油
车,保养维护碳排放差距不大。
在未来2030年预估值,随着水电、风电等清洁能源发电进一步发展,电车还会变得更
加低碳环保。
四、上文说到,在中国电车相比油车能减少37-45%碳排放。如果以混合动力跟纯电车相比,混合动力
油耗约为纯油车的60%,行驶中的碳排放也相应降低40%,和电车行驶的碳排放程度接近,加上油
电混合动力生产碳排放比电车更低,现在这个时间点上,油电混合全周期碳排放甚至比纯电车更
低。加上日本火电占比约80%+,比中国火电70%+的比例更高,因此在日本本土,油电混合动力
的确碳排放优势更大。所以某些日系厂家鼓吹油电混合动力比纯电车更环保,并不是吹牛。
降低碳排放的终极办法就是少开车,但使用成本较低的电车,似乎“鼓励”大家开得更多。 不同品牌新能源车平均里程,抛开网约车 常见的荣威和比亚迪,大部分热销品牌年均里程
都达到1.7W公里以上,小鹏和蔚来甚至达到2.2W公里,比传统燃油车多了83%里程。(这肯定有
一部分是少开了家里的燃油车,将里程转移到电车上),但电车整体上依然“诱导”大家开得更
多。
五、当前很多人着重论证的部分其实就是使用环节,不过基本上和我的认知没有偏差。同等规格的燃油车和新能源车相比,确实能源利用率要更低,相对而言,新能源 的减排优势也是
比较明显的。
但作为一个本科混过几年能源类专业的,这里还是要说:汽油是从石油里分馏、裂解出来的,这个
环节不涉及太多的能量损耗,但是火电那可是把煤烧了烧开水再去发电的,损耗要大相当多。
那么这里就不得不继续汽车全周期的其他环节来延伸了,这里主要聊两部分:生产制造和发电来
源。
新能源汽车的核心三大件,电机、电控和电池,其零部件和原材料的要求会比燃油车更高,比如大
量逆变器 、控制芯片,就更不用说那一大块锂电池了。
其生产过程中产生的污染和碳排放比燃油车实际上是要高一截的,至少目前是。
如果想把这部分劣势拉回来,当务之急是要将比如电池回收再利用这种产业做起来,比如格林美
、天奇这种企业在做的。
但现阶段还在扩张器,电池循环大规模市场化应该还得再几年,这个阶段的污染和碳排放显然就不
那么乐观。
六、关于新能源汽车制造过程中更多的碳排放,其实可以随着规模持续增大而降低影
响,但是电能来源问题可能才是这个问题的核心。
电也不能算新能源了,如果是燃煤发电,新能源车还真不能保证就能更环保。所以,推动太阳能、
水电、风能、地热能、核能等等真正的新能源发的电,才能从本质上让新能源车真正产生碾压级的
碳排放优势,也才能真正实现减排愿景。
所以,现阶段而言,减少碳排放更多只是指的使用环节,但是早晚新能源汽车会达到全链条新能源
的,届时就不会存在这样的问题了。
数据显示,2019年我国生产消费活动产生的二氧化碳达到100亿吨/年,占全球331亿吨的30%,年增幅约1.5%左右。作为发展中大国,2020年我国一次能源消耗总量达49.8亿吨标准煤,同比增加2.2%,占全球23.61%;一次能源结构中煤炭占比高达56.8%,是世界平均值27.2%的两倍。国家不断出台各种减少炭排放量的政策,那么新能源汽车是否能有效减少碳排放,最直接的方法就是比较燃料到内燃机和电力到电机两条能源消耗路线的总效率。两条路线的终点站分别是汽车和电动车。
从中长期看,纯电动车将成为实现汽车产业“双碳”目标的主要方向。纯电动车在使用过程中不直接产生二氧化碳。不过问题是当今我国电力构成中,煤电仍占近70%。但是,通过燃油车与纯电动汽车碳排放对比来看,即使在使用环节,纯电动车可减排二氧化碳约25%。未来,随着电力中非化石能源占比的提高,其减排效果愈加明显。因此,未来汽车电动化必须放在绿色能源的基础之上。
当然,电动车也有很大的清洁潜力。前面说过,电动汽车的能源来源是多种多样的。根据国情,目前估计还是烧煤,但政府也可以增加清洁能源发电设施。是否这样做是政策问题,但电动车作为消费终端的可操作性比进口油强很多。当新能源车被大力推广后,燃油汽车啃点会同比下降,当燃油汽车的数量下降后,汽车的减少肯定会减少汽车尾气的排放,减少碳排放要从根本上解决问题,所以国家推出新能源肯定对碳排放量有减少作用。
新能源汽车采用的都是锂电池,因为锂电池的续航里程比较远,充放电的循环次数比较多,寿命比较长。由于低速电动四轮车的续航里程还是比较有限的,不能完全满足大众的日常出行需求,如果想要增加其续航里程,可以装上一台增程器,以此来增加其续航里程,增加其活动范围,满足大众日常出行需求,实现出行往返自如,不再因半途没电而举步维艰
电池管理系统会自动对电池管理,只要正常充电使用即可。但是经常暴力驾驶会影响电池性能,电池老化进程加速。曾经有一位唐dm(上一代)车主,为了发挥唐的性能,经常体验百公里加速4.5秒的畅快感,半年后发现电池组内有一组电池性能变坏,对于当下的电动车来讲,其动力来源来自电池,电池是电动汽车最特殊也最重要的部件,没有之一,自然在保养上需要注意的细节格外居多。
充满电后运行时间较短就充电,充电时间不宜过长,否则会形成过度充电,使电瓶发热。过度充电、过度放电和充电不足都会缩短电瓶寿命。一般情况蓄电池平均充电时间在8-10小时左右。充电过程如电瓶温度超过65℃,应停止充电。新能源专用车,三电部分最少质保5年20万公里,整车按国家三包标准质保。
冬季时,电池化学特性会略微受到气温影响,为提高电池充电速度,建议新能源车主在用完车之后立刻充电,此时电池温度较高,充电功率较大。同时,在较低电量为爱车充电也可提高充电电流,缩短充电时间。此外,充电时尽量关闭空调,避免影响电池加热效果,使电池快速升温。
提到电池组质保的问题,这个情况是要分厂家的,每个厂家质保的年份和公里数都是不一样的。比如说新能源行业比较出色企业,像比亚迪、特斯拉这样的厂家,他们电池组质保方面都是比较乐观的。比亚迪旗下的新能源电池组是8年或15万公里的质保,碳排放也是一个参考值,石油本身是碳氢氧组成 计算碳排放比纯粹碳组成的煤低一些,往往很多人会忽略掉燃油远距离运输的消耗,而电力远距离运输损耗极低。
十年时间,新能源 汽车 从一个概念产品迅速普及并占领市场,成功接过了燃油 汽车 手里的接力棒,成为了 汽车 领域下一代的不二选择。这个转变已经成为全球几乎所有人的共识,也直接或间接的对人们的生活产生了巨大的改变,其影响力甚至扩大到了圈外。马斯克因为特斯拉 汽车 备受追捧,有媒体称他为现实的“托尼斯塔克”,成为了一些投资者心中的神话,甚至连鼓吹虚拟货币也有人深信不疑。曾毓群因为宁德时代超越李嘉诚成为香港新的首富,比亚迪也从一个名不见经传的小企业成长为新一代巨鳄。
这一切的源头是什么? 新能源 。
目前市面上的新能源 汽车 , 95%以上为电动型 汽车 ,整个电动 汽车 领域已经趋于成熟,城市里绿色牌照的新能源 汽车 几乎随处可见,未来还会更加快速的发展。
电动 汽车 的核心是电池,电池的核心是四大材料,正极材料磷酸铁锂和三元打得不可开交,电解液和固态电池也在争得你死我活,短时间难以分出胜负;隔膜行业本就是有机薄膜加工,成熟的市场出现一块新鲜的蛋糕,分分钟就被瓜分得一干二净。
唯有负极材料不同,碳基材料的主流地位受到严重冲击,而挑战者正是被各路神仙都一致看好的硅基负极。 目前市面上所有与锂电池负极领域相关的企业都在硅基负极上有所布局, 国内负极材料企业的“四大四小”无一例外都有自己的硅基负极产品,而宁德时代、力神电池、国轩高科、比亚迪、比克动力、万向A123、微宏动力等电池企业同样在加码硅基负极,至于车企,像是特斯拉、比亚迪、广汽、小鹏、蔚来等等更是对硅基电池格外看重。
其实对于市场选择硅基负极已经有很多专家、学者、教授甚至是企业家已经分析得非常透彻, 其核心就是能够提供更高的续航和更低的原料成本 。相比碳基负极来说,硅在常温下可与锂合金化,理论比容量高达4200mAh/g,远高于商业化石墨理论比容量(372mAh/g),在地壳元素中储量丰富,成本低、环境友好,因而硅负极材料一直备受科研人员关注,被公认为是 最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一 。
缺点也自然不必多说,膨胀、粉化、循环差、不导电。然而需要注意的是,锂电池负极中所使用的硅为单质硅或者氧化亚硅。目前市面上99.999%纯度的高纯硅也不过5万元/吨,但是,这些硅想要作为负极材料使用,需要研磨、破碎至纳米级,之后进行碳复合形成负极材料,这些负极材料的售价在10~30万元/吨不等。按照美国安普瑞斯的工艺,硅含量约为10%,剩下的都是碳材料,而市面现有的石墨负极也就5~8万元/吨,刨去生产工艺中的其他成本,纳米级硅原料的价格可谓是一个恐怖的数字。
事实也正是如此,目前市售的纳米球形硅粉价格通常在250~300万元/吨之间,虽然这仅是小批量供应的价格,但产量放大后也不会太便宜。
硅基负极材料由日本日立化成(HITACHI)首次发明。目前国际上技术较为领先的国际厂家多集中在日韩两国,包括 日本日立化成(HITACHI)、日本信越化学(ShinEtsu)、韩国加德士(GS)、韩国大洲(Daejoo)、 美国安普瑞斯(Amprius)等。近年来,国内在硅基负极材料的市场上有了一定的突破,贝特瑞成功进入特斯拉供应链,璞泰来的主要供应对象则是ATL、LG和三星。但是在全球范围内,硅基负极材料仍然不是主流产品,据不完全统计,硅碳负极在整体负极中出货量的占比约8%。
据前瞻产业研究院预测,2021~2025年硅碳负极材料在锂电池负极中渗透率年均增长为3~4%。通常来说,纳米硅在锂电池负极材料中的添加量为10%左右,按照这一模型计算,到2025年,纳米硅的需求量将会达到4.42万吨,市场份额将超过1300亿。
硅负极优秀吗?答案是 肯定 的。
但是在硅基负极规模化的道路上,还有一个最凶猛的拦路虎,那就是性价比。从前文可以看到,硅基负极的价格比现有碳基负极价格高出很多,但是对于性能的提升实际上不到15%,在解决的里程痛点的基础上,市场的接受度并不是特别高。目前在规模化上,仅有特斯拉在model3系列上全面铺开,比亚迪已经部分列装,而广汽引爆资本市场的“弹匣电池”,还没有看到实际的产品落地。
更多的硅基负极实际上是应用在了3C领域。解决的办法有吗?有。而且已经在路上,各厂家在硅负极的性能提升和降本的 探索 行都有了一定的进展,最多五年,硅碳负极将会在高端甚至是中端电动车上全面铺开。 唯一能限制其扩张速度的就是各厂家的产能。
一种新型纳米硅及负极前驱体生产技术。
新型纳米硅及负极前驱体的优势:
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可以使用碳氢清洗剂清洗,一款专门针对拉伸油污、炭黑的碳氢清洗剂,清洗后电池壳外观无油印、无炭黑、无黄斑,表面张力通过38#及以上达因笔测试,颗粒度小于200μm。
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新能源电池技术有哪些
新能源电池技术有哪些,目前,市场上使用的新能源电池技术是有几种的,但是也不知道具体是有哪些的,我为大家整理好了新能源电池技术有哪些的相关资料,一起来看看吧。
新能源电池技术有哪些1目前,新能源汽车所采用的新能源电池技术主要是三元电池和锂电池磷酸铁,鉴于技术的发展,我们仍在研究电池寿命、安全性和成本,这是影响电池的主要因素。
磷酸铁锂离子电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池,不含贵金属元素(如钴等)。由于没有贵金属材料,磷酸铁锂离子电池的原材料成本可以压缩得很低。而且安全性和稳定性高,分解温度高达700-800度,不会释放氧分子。
此外,其循环寿命超过2000次,因此许多制造商将选择磷酸铁锂离子电池作为电动汽车的电池。客观地说,新能源汽车的崛起也与磷酸铁锂离子电池密切相关。
但是这种电池也有一个致命的缺点,就是低温性能差,即使纳米化,涂碳,这个问题也解决不了。研究表明,容量为3500毫安时的磷酸铁锂离子电池可以在-10的环境下工作。结果,经过不到100次充放电循环,其电容量急剧衰减到500mAh,基本报废。
而且锂电池中的锂是一种稀有金属,因此锂电池的价格就比较贵了,价格降不下来就不能大批量推广。一小块手机就以及价格不菲了,因此动力用锂电池的.话只有小范围可以,大范围的话造价就很高了。
与磷酸铁锂离子电池相比,三元锂离子电池在低温下更稳定。此外,以镍钴锰酸锂为正极材料、石墨为负极材料的锂离子电池具有高电压平台,这意味着在相同体积或重量下,三元锂离子电池的比能量和比功率更大。
那么为什么如此高效率的三元锂离子电池备受争议呢?那是因为三元锂材料热稳定性差,在200左右会分解,化学反应剧烈,所以电解液在高温应用下会迅速燃烧,产生连锁反应。说白了就是三元锂容易着火。
目前我国纯电动汽车主要使用锂离子电池这种 新能源电池技术。锂离子电池可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解质等部分。新能源汽车的发展路况很非常复杂。想要正常驾驶,需要通过电池的功率、续航里程、安全性。因此,各国在新能源汽车的电池研发中都非常注重能源安全、能量密度和循环寿命。新能源汽车的新能源电池技术研发是一项复杂的任务。要保证动力和续航,一般有两个方向:一是多装电池,二是提高能量密度。
但是电池越多,重量越大,成本越高,不符合汽车公司的要求。汽车公司普遍追求电池能量密度的提高。目前,新能源汽车携带的电池能量密度低于300瓦时/千克。为了提高续航能力,有必要提高电池的能量密度。以电池为例,随着能量密度的增加,锂离子必然会增加,而锂离子稳定性差,容易燃烧。因此,如何实现能量密度和安全性的高度平衡也是汽车动力电池研发中的一个难题。
然而,令人欣慰的是,各国都在 新能源电池技术的研发方面取得了一些突破。今年,宁德时代宣布将发布自修复长寿命电池。此前,蜂窝能源还在开发四元电池和固态电池,松下表示将打造无钴电池,这是新能源汽车电池领域的重大事件。对于汽车动力电池的发展,这些产品可能会为行业发展带来新的可能性。那么就让我们一起来期待动力新能源电池技术如何在下一步解决这些问题吧。
新能源电池技术有哪些2新能源电动汽车电池优缺点
一、铅酸电池
优点:
1、原料易得,价格相对低廉
2、高倍率放电性能良好
3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作
4、适合于浮充电使用,使用寿命长,
缺点:
1、比能量低,一般30~40Wh/kg
2、使用寿命不及镍镉电池
3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。
二、氢镍电池
优点:
1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,比能量65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L
2、功率密度高,可大电流充放电
3、低温放电特性好
4、循环寿命(提高到1000次)
5、环保无污染
6、技术比较锂离子电池成熟。
缺点:
1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差
2、工作电压低,工作电压范围1.0~1.4V
3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。
三、锂离子电池
优点:
1、比能量高达160Wh/kg
2、自放电率较低、无记忆效益、
3、无污染、寿命长、重量轻、电压可达4.7V
缺点:
锂遇水会燃烧,过充电非常危险,因此要求电池管理模块技术较高
四、燃料电池
优点:
1、比能量高,汽车行驶里程长
2、功率密度高,可大电流充放电
3、环保,无污染。
缺点:
1、系统复杂,技术成熟度差
2、氢气供应系统建设滞后
3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。
新能源电池技术有哪些3一、新能源汽车的优点:
1、环保,新能源汽车不采用燃油动力装置,不需要柴油,汽油,而是清洁能源,比如电,太阳能,等,减少二氧化碳的排放。
2、不限号,在大城市新能源汽车是不限号的,更方便出行。
省燃油钱,如果使用燃油费大概6角到8角每公里,然而新能源只需要电费而已。
4、传动效率高,新能源一般采用电机传动效率高。
5、政策补贴,现在的新能源汽车享受政策补贴一辆车还能省不少钱。
二、新能源汽车的缺点:
1、汽车续航里程短,新能源汽车一般都是电动的,电池的蓄电量有限,持续行驶的里程也会受限
2、汽车售后服目前好不成熟,新能源汽车各方面都还在摸索、改善中,对于新能源汽车的售后维修,基本没有很多熟练的维修人员,不能及时维修
3、汽车成本较高,电动车为了能反复充电和续航,必然需要好的电池,好的电机,成本相当高
4、汽车充电难、充电慢,新能源汽车应为受限于各方面的条件,还没有完全普及,充电桩有限。
【太平洋汽车网】北汽新能源汽车电池是三元聚合物锂电池。充电过程中,磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出,经电解质传递到负极,嵌入负极碳材料;同时从正极释放出电子,自外电路到达负极,维持化学反应的平衡。放电过程中,锂离子自负极脱出,经电解质到达正极,同时负极释放电子,自外电路到达正极,为外界提供能量。
北汽新能源从北汽EV系列开始坚定了使用三元锂电池为主要动力电池类型,三元锂电池的能量密度是目前所有动力电池类型中最大的,电池活性也是最为突出的,换句话说同样重量的三元锂电池要比其他动力电池续航里程更长。虽然性能出众三元锂电池也有自身的短板,其实它最大的优点是电池活性高,缺点也是活性太高不太稳定。同时其化学成份受温度影响也有为突出,在250-350°C时,内部化学成分就开始分解,所以使用三元锂电池作为动力电池就对车辆的BMS管理系统提出了很高的标准。
北汽新能源EU5使用的是高性能三元锂电池,具有能量密度高、充电时间快、充放电流大、寿命长、耐低温、轻量化等优良性能。同时,电池通过了过充、过放、过温、短路、跌落、挤压、火烧、机械冲击、模拟碰撞、盐雾等严苛检验项目,保障了电池的安全。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
磷酸铁锂电池。三元聚合物锂电池。
充电过程中,磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出,经电解质传递到负极,嵌入负极碳材料;同时从正极释放出电子,自外电路到达负极,维持化学反应的平衡。放电过程中,锂离子自负极脱出,经电解质到达正极,同时负极释放电子,自外电路到达正极,为外界提供能量。
新能源汽车注意事项
停驶前应确保电池系统SOC状态>50%,同时应每隔3个月打开仪表,检查仪表上显示最低单串电压是否低于3.6V(长时间存放后SOC状态可能不准确,以单串电压为依据),如低于3.6V应对电池系统充电至SOC状态50%以上,避免引起不可逆转的损失。
汽车正常行驶中,为防止蒸发器过度结霜,影响空调系统的运行,空调的送风速度及温度控制不应长时间置于最低位置。但是当车速低于25km/小时,应将风速开关置于低速档位,避免发电量不足和冷气不足。