宋小永++黃鋒光

【摘 要】鋰電池相對鉛酸電池具有比能量大，電池電壓高，工作溫度范圍寬等優(yōu)點。摩托車專用起動鋰電解決方案從性能和可靠性兩方面都作了相關(guān)要求，特別是安全性方面制訂了過沖電，過放電，短路，跌落，擠壓，針刺，重物沖擊等試驗規(guī)范，解決了鋰電池應(yīng)用于摩托車的一大障礙。不同規(guī)格鋰電的實車起動試驗，包括常溫起動（含高溫起動），低溫起動等試驗表明鋰電池作為起動電池應(yīng)用于摩托車應(yīng)根據(jù)摩托車的具體用途，使用環(huán)境等因素區(qū)別對待?？紤]到性價比等因素鋰電池還需從低溫大電流放電能力等方面繼續(xù)改進才能進一步發(fā)揮自身優(yōu)勢與鉛酸電池競爭，更廣泛地應(yīng)用于摩托車。

【關(guān)鍵詞】鉛酸蓄電池 鋰電池 能量密度 可靠性 常溫起動 低溫起動

隨著環(huán)保的要求，科技的進步，鋰電池的應(yīng)用越來越廣。鋰電池是用金屬鋰作負(fù)極活性物質(zhì)的電池的總稱。由于鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最負(fù)（-3.045V），因此，以鋰為負(fù)極組成的電池具有比能量大，電池電壓高的電性能，并且放電電壓平穩(wěn)，工作溫度范圍寬（-40～50℃），低溫性能好，貯存壽命長等優(yōu)點。如表1所示。

1 摩托車專用起動鋰電池解決方案

基于鋰電池的諸多優(yōu)點，鋰電池在電動車的應(yīng)用方興未艾。但作為起動用蓄電池應(yīng)用于摩托車才剛剛開始。為此有關(guān)電池廠家與摩托廠家協(xié)作開發(fā)了摩托車專用起動鋰電池，以滿足不同類型摩托車的需求。簡介如下：

（1）摩托車專用起動鋰電池解決方案優(yōu)勢，相對傳統(tǒng)鉛酸電池，摩托車專用起動鋰電池除能量密度大外，還有如下幾方面的優(yōu)勢：1）更環(huán)保；2）使用壽命長，可達(dá)5年以上，鉛酸電池壽命約2～3年：3）自放電率低，小于每月10%，鉛酸電池可達(dá)30%。

（2）為了滿足摩托車的使用要求，鋰電池廠家針對單體電池作了性能，可靠性等方面試驗，主要有性能方面：20℃放電性能；-20℃放電性能；55℃放電性能；20℃倍率放電性能；常溫荷電保持及恢復(fù)能力；高溫荷電保持及恢復(fù)能力；過放電試驗；過充電試驗等。

可靠性方面：1）短路試驗：蓄電池充滿電后經(jīng)外部短路10min，外部線路電阻應(yīng)小于5mΩ，蓄電池應(yīng)不爆炸，不起火。2）跌落試驗：蓄電池充滿電后在20±5℃下，從1.5m高度處自由厚度為20mm的硬木地板上，每個面一次。蓄電池應(yīng)不爆炸，不起火，不漏液。3）高溫儲存試驗：蓄電池充滿電后將蓄電池置于85±2℃內(nèi)，開路放置24h，然后取出常溫放置10min，目測外觀，測試蓄電池電壓內(nèi)阻變化，容量保持80%以上；容量恢復(fù)90%以上。4）擠壓試驗：蓄電池充滿電后按下列條件進行試驗，蓄電池應(yīng)不爆炸，不起火。①擠壓方向：垂直于蓄電池極板向施壓。②擠壓頭面積：不小于20cm2；③擠壓程度：直至蓄電池殼體破裂或內(nèi)部短路（蓄電池電壓變?yōu)?V）。5）針刺試驗：蓄電池充滿電后用φ3mm～φ8mm的耐高溫鋼針，以10～40mm/s的速度，從垂直于極板的方向貫穿，鋼針停留在蓄電池中。蓄電池應(yīng)不爆炸，不起火。6）重物沖擊試驗：蓄電池表面橫放一根直徑約為15.8mm的不銹鋼圓桿，用重量約為10kg的重物自100cm高處自由下落作用到電池上，觀察1h，蓄電池應(yīng)不爆炸，不起火。

2 我司實車測試

2.1 常溫起動測試

選某款125CC踏板車裝配12V2.6Ah～12V6.6Ah不同容量鋰電池滿電狀態(tài)，半滿狀態(tài)進行常溫起動（含高溫起動）性能測試，結(jié)果均OK。

2.2 低溫起動性能測試

①作為面向全球的摩托車企業(yè)，考慮到世界各地氣候特點，我司要求-10℃環(huán)境實車能正常起動（特殊情況另作處理）；同時考慮到摩托車實際使用狀態(tài)的多樣性，蓄電池經(jīng)常處于虧電狀態(tài)，特規(guī)定-10℃半滿電池能起動10次以上，滿電電池能起動30次以上。如表2所示。

②試驗結(jié)果。

從以上試驗結(jié)果可以看出，滿電電池2.6Ah即可滿足要求，而半滿狀態(tài)電池則完全不能起動。容量增加到6.6Ah半滿狀態(tài)才能滿足要求。滿電狀態(tài)與半滿狀態(tài)的巨大差異不同于鉛酸電池，通常情況鉛酸電池滿電與半滿的低溫起動次數(shù)差異也就是大約30/10的關(guān)系。

3 結(jié)語

目前12V2.6Ah鋰電池成本大體與摩托車用鉛酸蓄電池成本相當(dāng)，12V6.6Ah鋰電池成本已大大高出普通鉛酸電池。綜合考慮性能，成本等因素，鋰電池作為摩托車起動用蓄電池有如下意見：

（1）在熱帶地區(qū)可考慮使用。

（2）特殊用途摩托車（如山地越野車等）可考慮使用。

（3）普通摩托車在冬季氣溫經(jīng)常處于0℃以下地區(qū)，使用鋰電作為起動電池目前尚不可行，鋰電池的低溫大電流放電能力還需進一步提高，還有待鋰電企業(yè)與摩托企業(yè)繼續(xù)研究。