引言:曾幾何時,新能源市場滿是使用磷酸鐵鋰電池的純電動車,隨著技術的發(fā)展和消費者對續(xù)航的硬性需求,低溫性能更優(yōu)、能量密度更高的三元鋰電池逐漸替代磷酸鐵鋰電池。但近一段時間的兩條新聞被炒得沸沸揚揚,一個是國產特斯拉Model 3改用磷酸鐵鋰電池,還有一個是比亞迪漢采用刀片電池(磷酸鐵鋰電池)。國內最火熱的兩大電動車制造商重新采用磷酸鐵鋰電池,似乎給人一種磷酸鐵鋰“回歸”的感覺,下面我們就來看一看,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的差異在哪。
磷酸鐵鋰和三元鋰相差幾何
介于化學元素的穩(wěn)定程度,磷酸鐵鋰電池相比三元鋰電池的確有著更穩(wěn)定的化學特性,且制造成本至少比三元鋰電池低20%。但是,其低溫性能和能量密度均不及三元鋰電池,同樣的電池容量下,磷酸鐵鋰電池會占用更多的體積和重量,續(xù)航性能和車內空間都會受到影響。
而三元鋰電池最大的優(yōu)勢就是單體電芯能量密度高,在同樣電池的體積下,可以做到更高的電池容量,且強大的低溫抗性也是磷酸鐵鋰電池望而不及的。同時,通過材料改性優(yōu)化、表面材料包覆以及其他設備的保護輔助,安全性也可以得到保障。雖然相比磷酸鐵鋰電池會提升一定的成本,但是直觀的續(xù)航提升、用戶里程焦慮的減輕,讓三元鋰電池成為各大車企開發(fā)電動車的首選。根據2020年4月中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯盟公布的數據顯示,國內三元鋰電池裝機量約2.6GWh,占比為73.2%,磷酸鐵鋰電池的裝機量為0.9GWh,占比僅25.8%。
市面上幾款續(xù)航里程優(yōu)秀的車型均采用了三元鋰電池,北京現代昂希諾純電動、北京現代菲斯塔純電動、廣汽新能源Aion S、比亞迪唐EV,幾款車的續(xù)航里程均在500km左右。
此外,三元鋰電池在冬季低溫條件下的衰減程度也更低,大部分三元鋰電池低溫衰減率約為15%,磷酸鋰電池的低溫衰減率甚至可以高達到50%。
三元鋰電池真的不安全么?
前文說了三元鋰電池的優(yōu)勢,而有些人會對它的安全性打個問號,它最大的安全隱患無外乎高溫起火和外力擠壓起火,這就不得不說一說三元鋰電池的“防火”技術了。
首先三元鋰電池也分為NCA(鎳鈷鋁)和NCM(鎳鈷錳),前幾年特斯拉Model S的自燃事件大多出現在搭載NCA三元鋰電池的車型上,且大多是2012年-2016年生產的產品。前文提到的昂希諾純電動、菲斯塔純電動等車型均采用了寧德時代NCM三元鋰電池,從化學穩(wěn)定性上NCM電芯要高于NCA電芯。
除了電芯材料外,三元鋰電池還需要對電芯進行全方位的保護,以北京現代雙EV車為例,北京現代擁有更嚴苛的三電安全標準,在產品研發(fā)初期就已經進行多次擠壓、跌落、火燒、浸水等電池極限測試,確保電池在極限狀態(tài)下不起火、不爆炸,保證行車安全。
此外,北京現代高效的溫控系統(tǒng)可以通過實時溫度監(jiān)測、液冷控制回路、PTC電阻絲、溫控器來保證動力電池工作溫度在25 ~ 45°C之間,時刻保持最優(yōu)工作效率并延長電池循環(huán)壽命,單體電芯的溫差可以精確地控制在5℃以內。
如果有個別電芯在充電時發(fā)生故障導致局部過熱,溫度監(jiān)測傳感器也會第一時間告知EV核心系統(tǒng),通過熔斷保護設計及時切斷電源,防止電池內部快速升溫,保證電池和車輛安全。而高壓接線模塊的集成化設計也減少了軟性線路連接,避免因線路老化出現的安全隱患,提升線路安全性。
不僅如此,北京現代還針對純電動車型的車體進行改善優(yōu)化,在不影響車內人員安全的情況下,采用上下梁連接結構,增加了撞擊時的能量吸收當量,最大程度地確保動力電池不受外力擠壓。
在此基礎上,北京現代的動力電池還擁有陶瓷隔膜涂覆工藝,這種工藝通過陶瓷顆粒優(yōu)異的隔溫性能,有效避免因意外導致電池失控點引發(fā)的大面積短路,最大程度降低了電池因短路起火的可能性。
由此可見,如今三元鋰電池的安全技術已經很成熟,在重重保護之下,只要電芯溫度不超標,也就不會存在人們質疑的安全問題。
寫在最后:
就當下而言,磷酸鐵鋰電池的確可以讓車輛的制造成本更低,且讓消費者更富有安全感,但電芯的能量密度和低溫抗性很難媲美三元鋰電池。而三元鋰電池不論是充電速度還是續(xù)航能力都更符合如今消費者的用車習慣,外加電池安全技術所提供的可靠性和不斷革新的技術,磷酸鐵鋰電池想超越三元鋰電池還需要技術的突破和市場的洗滌。
原標題: 三元鋰PK磷酸鐵鋰 誰是動力電池的最終贏家