中国锂电池的发展,起步于21世纪。2008年北京奥运会上的50辆磷酸铁锂电池大巴,开启了锂电池产业化的先河。经过二十多年的发展,目前世界上90%的磷酸铁锂电池都产于中国,所以在国内购买磷酸铁锂电池是正确的选择。不过如果你认为在国内很容易就能买到船上用的锂电池,那你就大错特错了……
国内确实很容易就能买到锂电池,但不是全新的电池…..
我国是全球最大的电动汽车产销囯,按照动力电池5-8年的使用时间来算,2022年,我国已经累计报废了20 万吨 (约 25GWh)锂离子动力电池。到2025年,我国报废的动力电池累计将达到137.4GWh,需要回收的废旧电池将达到96万吨。
动力电池的回收分为梯次使用和拆解回收两个循环过程,从梯次使用开始。
梯次利用——是动力电池的回收的一种方法,指对报废锂离子电动汽车电池(包括新旧库存及缺陷品)进行必要的检查、分类、拆解、电芯修复和一致性筛选,以便在其他领域重新利用。
由于利润丰厚(一个汽车电池包正规回收价大概在几十元左右,黑市更低),报废的锂电池从回收——分容——筛选——再出售在国内已经形成了一个非常成熟的产业链,这些二次生命电芯大部分被重新组装成电池,然后在市场上按新电池销售,普通消费者根本无法分辨。运气好的话,有可能买到被充分筛选的一致性很好的“新的”旧电池,运气不好的话,你收到的可能是没有经过任何处理的垃圾电池。
不过,话说回来,即便是从汽车上报废的锂电池,由于还有80%电池容量,也要比市场上全新的铅酸电池,能量密度高,循环寿命长。
它们不适合在船上使用,但可以作为风电,光电电池储能系统、通讯基站备用电源,或者低速电动车等对电池性能要求相对较低的场景。
锂电池生产厂家只生产电芯,不提供电池包
一个完整的锂电池应该由电芯,BMS和电池盒所组成
由于锂电池的特性(必须搭配BMS使用),大部分品牌锂电芯生产商都不生产锂电池组(汽车电池包除外)。无论是宁德时代,比亚迪,亿纬还是雷天温斯顿,看看他们的官网就能知道。
事实上,网上销售的各种品牌的锂电池组都不是锂电芯生产厂家提供的,而是由组装工厂或者是黑作坊组装的。他们即不生产电芯也不生产BMS,他们只是将来历不明的品牌电芯和BMS(如果有的话)组装起来。
然而,为了正确构建锂电池,在组装电池组之前,电芯必须完美匹配。完美匹配是指电芯间的容量和内阻一致性要好,如果电芯没有仔细匹配,锂电池内部的 BMS 可能永远无法保持平衡。但是,如果电池被密封在一个的塑料盒里面,你就无法知道得到的电芯平不平衡,是新的还是旧的,有没有BMS,或者BMS的电流处理能力是多少……
淘宝上卖的宁德锂电池同等容量下和铅酸电池的价格差不多,锂电池有这么便宜吗?……
确保智能电池管理系统(BMS)适合你的船
锂电池的最大连续放电和推荐充电额定值通常不受电池限制,而是受内部 BMS 的电流处理能力限制。
如果你拥有一艘配备高负荷用电设备的船只,请帮自己一个忙,检查锂电池BMS保护开关是否是由专为“船舶专用”公司提供的船规级产品(比如Victron 和 Mastervolt),如果不是,看看BMS保护开关能否提供连续500A 额定值 。要知道,船上设备诸如船首推力器(400A +)、锚机(100A 至 300A+)、大型逆变器 (150A 至 300A+)、电动绞盘 (75A 至 300A+、)电磁炉、大型交流发电机充电器等在巡航帆船上非常常见。
然而,国内销售的锂电池由于组装厂家缺少典型巡航帆船在电流处理方面的经验和数据,锂电池内部BMS通常使用了设计不足(对于巡航帆船来说)的晶体管开关,因此电流处理能力相对较低,无法完成这项任务。
想想船上的颠簸
许多非常便宜的锂电池在电池盒内使用 18650或26650 圆柱形电芯(如上图)。在最坏的情况下,由 18650 电芯制成的 100Ah 磷酸铁锂电池总共需要 364 个电芯,每个电芯有两个连接。
考考我们的算术……
18650 电池 = 1.1Ah(18650 LFP 电池的典型 Ah 额定值)
每个 3.2V 电池包由 91 个电芯组成
四个 3.2V 电池包成 12.8V 100Ah 电池组
91 X 4 = 364 个18650 电芯
电池芯内部正极和负极连接= 728
18650 电芯的连接几乎总是点焊到组成单个电池包的端板上。因此,在由 18650 电芯制成的12V 100Ah 电池组中,仅为了连接这些电芯,就有多达 768 个点焊点。除此之外,还有所有内部接线和 BMS 连接。另外,这些点焊组件通常只是放入电池外壳中,没有其它支撑或减震材料。
不用我说你也明白,圆形电芯组装的锂电池并不适合在帆船上使用……
建议
磷酸铁锂电池非常适合在船上使用,我把它称之为游戏规则改变者,作为过来人,我有几点心得:
直接从生产厂家购买方形电芯和BMS自己DIY,或请专业船舶电工安装,我就是这么干的,
从提供船舶电气产品的公司购买,Victron 和 Mastervolt是这方面公认的佼佼者,而且他们将充电电源和磷酸铁锂电池作为一个集成系统出售。这些系统设计精良,执行良好,省了很多麻烦,就是价格有点贵。
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