從環(huán)保角度講，鉛酸電池的污染問題是無法回避的。鉛酸電池的鉛板、硫酸液是難以降解的污染物。鉛酸電池的使用安全性以及電池衰減影響續(xù)航里程也是令球場頭疼的問題。以兩座高爾夫球車為例，市場上常見的球車配備6塊175Ah的鉛酸蓄電池。

配備這類電池的新車一次充滿電后的續(xù)航里程大概在40Km左右，然而隨著球車使用時(shí)間的增加電池的充放電能力會(huì)越來越差，甚至不到10km。續(xù)航里程的降低會(huì)大大影響球車的正常使用。鉛酸電池存在的這些問題從技術(shù)角度已然無法解決，然而鋰電池的出現(xiàn)是柳暗花明，使用鋰電池替代鉛酸動(dòng)力電池成了發(fā)展的必然方向。

作為從事高爾夫球車研發(fā)、生產(chǎn)、銷售多年的企業(yè)，對于鋰電電池作了深入的研究。在此，我們分享一些知識，對球車使用鋰電技術(shù)及優(yōu)點(diǎn)作一簡要的介紹。

鋰電池種類及其特性介紹：

目前鋰電池可分為三大類型：錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料。


錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一。相比鈷酸鋰等傳統(tǒng)正極材料，錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)，是理想的動(dòng)力電池正極材料，但其較差的循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性卻大大限制了其產(chǎn)業(yè)化。

磷酸鐵鋰作為鋰動(dòng)力電池材料是近幾年才出現(xiàn)的。國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池的時(shí)間大概在2005年。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。單節(jié)電池1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用，以滿足電動(dòng)車頻繁充放電的需要。

磷酸鐵鋰具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價(jià)格便宜，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn)，例如磷酸鐵鋰正極材料的振實(shí)密度較小，等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池，因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢。由于磷酸鐵鋰材料的固有特性，決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下，對于單只電芯(注意是單只而非電池組，對于電池組而言，實(shí)測的低溫性能可能會(huì)略高，這與散熱條件有關(guān))而言，其0℃時(shí)的容量保持率約60～70%，-10℃時(shí)為40～55%，-20℃時(shí)為20～40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動(dòng)力電源的使用要求。

磷酸鐵鋰的電池存在一致性問題。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過2000次，但電池組的壽命會(huì)大打折扣，有可能是500次。因?yàn)殡姵亟M是由大量單體電池串并而成，其工作狀態(tài)好比一群人用繩子綁在一起跑步，即使每個(gè)人都是短跑健將，如果大家的動(dòng)作一致性不高，隊(duì)伍就跑不快，整體速度甚至比跑得最慢的單個(gè)選手的速度還要慢。電池組同理，只有在電池性能高度一致時(shí)，壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。 所以該電池不適用與高電壓或大容量的車輛。

三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池。鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點(diǎn)，具有容量高、成本低、安全性好等優(yōu)異特性，其在小型鋰電中逐步占據(jù)一定的市場份額，并在動(dòng)力鋰電領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。

對鋰電池而言，鈷金屬是必不可少的材料。但是金屬鈷一方面價(jià)格高昂，一方面存在毒性，無論技術(shù)領(lǐng)先的日韓企業(yè)還是國產(chǎn)電池廠商近年來都致力于電池“少鈷化”。在這種趨勢下，以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料制備而成的鎳鈷錳酸鋰三元材料漸漸受到推崇。從化學(xué)性質(zhì)角度出發(fā)，三元材料屬于過度金屬氧化物，電池的能量密度較高。

盡管在三元材料中，鈷的作用仍不可缺少，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常控制在20%左右，成本顯著下降。而且同時(shí)兼具鈷酸鋰和鎳酸鋰的優(yōu)點(diǎn)。大到電動(dòng)汽車，小到智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備或者充電寶，這種新型技術(shù)都完全適用。特斯拉最早將三元電池應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，ModelS 續(xù)航里程能夠達(dá)到486公里，電池容量達(dá)到85kWh，采用了8142個(gè)3.4AH的松下18650型電池。工程師將這些電池以磚、片的形式逐一平均分配最終組成一整個(gè)電池包，電池包位于車身底板。

電池的動(dòng)力性和安全性來講，將三元電池的搭載到高爾夫球車上性能最好。
電池芯對比

等容量電池組試用對比

從理論計(jì)算和實(shí)際測試，得出結(jié)論特斯拉汽車使用的日本松下三元鋰電性能優(yōu)良，適合在高爾夫球車上使用。
除汽車之外，電信基站等動(dòng)力設(shè)備大量應(yīng)用鋰電池，鋰電技術(shù)已經(jīng)很成熟。隨著鋰電電池的大量生產(chǎn)，鋰電電池的成本也在下降。

把鋰電電池搭載到高爾夫球車上，從技術(shù)層面來講還是很有難度和挑戰(zhàn)的。具體而言難點(diǎn)在于如何控制鋰電電芯的一致性、電源管理系統(tǒng)（BMS）智能匹配程度、充電器充電曲線與鋰電電芯充電曲線匹配等。鋰電電池的工作更精細(xì)，比如鋰電電池電量顯示是以電信號控制，而鉛酸電池以實(shí)際電壓的變化來反映電量。再比如，鋰電電池的充電機(jī)與鋰電管理系統(tǒng)間要有通訊協(xié)議。這就要求鋰電系統(tǒng)中各個(gè)部件匹配必須做好，如果做不好則會(huì)影響鋰電池的正常工作。另外，由于鋰電電池密度高、體積小、重量輕，匹配鋰電電池的高爾夫球車需要作重新設(shè)計(jì)，并不是簡單地把鋰電電池搭載到已有的高爾夫球車上。首先要按續(xù)航里程的工作要求選定合適容量的電池，之后確定電池體積和重量，最后以此來優(yōu)化設(shè)計(jì)高爾夫的底盤懸架。通過不斷地調(diào)節(jié)和優(yōu)化減振彈簧的硬度，最終達(dá)到最佳的舒適度。

鋰電版高爾夫球車實(shí)際工作表現(xiàn)和性能還是令人稱道的。第一、鋰電版高爾夫球車一次性投入的成本會(huì)比較高，可是在球車使用壽命周期內(nèi)對比鉛酸電池和鋰電電池的綜合成本，鋰電版的高爾夫球車還是比較經(jīng)濟(jì)的。以5-6年的使用壽命計(jì)算，鋰電電池?zé)o需中間換裝，而鉛酸電池大概兩年就得更換電瓶，另外鉛酸電池的日常維護(hù)成本很高，需要經(jīng)常添加電池液。一旦維護(hù)保養(yǎng)不到位，鉛酸電池還很容易損壞。換裝鉛酸電池的成本和維護(hù)成本比使用鋰電電池成本高很多。

第二、鋰電電池衰減小，車輛可以頻繁使用。車輛的出勤率比鉛酸版的球車高很多，球場可以少投入車輛。鋰電版的車輛維護(hù)簡單省事，不需要經(jīng)常添加電池液，省工省料。另外，由于鋰電池車比較輕，車輛的輪胎、減振器、剎車等零件的磨損少很多。

總之，鋰電電池技術(shù)日漸成熟。從技術(shù)和使用表現(xiàn)來講鋰電版的高爾夫球車的性能會(huì)大大優(yōu)于鉛酸車輛。之所以沒有大批量的使用，在于技術(shù)瓶頸和成本制約，還有人們的習(xí)慣。這需要相關(guān)的研發(fā)人員要鍥而不舍地努力、攻關(guān)，也需要人們不斷接納新事物。觀察大街上越來越多的電動(dòng)汽車，回顧汽油汽車的發(fā)展歷程，事實(shí)證明汽車電動(dòng)化是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。高爾夫球車鋰電化也是發(fā)展趨勢，未來越來越多的鋰電池球車將服務(wù)于廣大球場。

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