別搞笑了!能量密度根本不是磷酸鐵鋰的槽點,它的真正缺點是這些
目前動力電池的路線之爭,主要是指磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的競爭。
2020年之前,磷酸鐵鋰出貨量僅為三元電池的一半。2020年,比亞迪的刀片電池問世,磷酸鐵鋰的出貨量占41.4%,三元電池下降到58.1%。2021年,磷酸鐵鋰的占有率高達53%,超過了三元材料。
今年,磷酸鐵鋰電池的裝機量,對于三元鋰電池呈現(xiàn)出了碾壓之勢,1-9月,我國動力電池累計裝車量255.7GWh,,其中三元電池累計裝車量81.6GWh,占總裝車量31.9%。磷酸鐵鋰電池累計裝車量173.8GWh,占總裝車量68.0%。除了比亞迪銷量增長的帶動之外,越來越多的車企,開始搭載磷酸鐵鋰電池。
一提到磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點,很多人一張口就是,成本低,安全性更高,但是能量密度低,還有呢?不知道了。
但是實際上,能量密度根本算不上磷酸鐵鋰的槽點,因為它的能量密度,在現(xiàn)階段已經(jīng)夠用了,之前說磷酸鐵鋰電池是難登大雅之堂,只能搭載在低端車型上,但是比亞迪也推出了多款續(xù)航超700公里的搭載磷酸鐵鋰電池的車型,證明了能量密度已經(jīng)不再是限制磷酸鐵鋰電池的關(guān)鍵。
那么,磷酸鐵鋰電池的真正缺點是什么呢?
第一點,也是最重要的一點,磷酸鐵鋰電池電芯的一致性較差
由于正極材料本身以及在工作中正極材料在電解液中的穩(wěn)定性決定了,磷酸鐵鋰電芯的一致性較差,這會導(dǎo)致,個別電芯的性能和其他電芯不一致,一致性較差會帶來很多問題:
比如說容量損失,電池組就像木桶一樣,最差的那顆電芯容量,一定程度上決定了整個電池組的性能。
比如說壽命問題,一旦一顆電芯的容量出現(xiàn)問題,那會導(dǎo)致這顆電芯每次都是滿充滿放,循環(huán)壽命降低,最終提前損壞,而一旦一顆電芯損壞,連帶著整個電池組都會出現(xiàn)問題。
再比如說安全性問題,個別電芯內(nèi)阻增大,會導(dǎo)致在同樣的電流經(jīng)過的時候,這顆電芯的發(fā)熱量增加,而發(fā)熱會加速電芯的劣化速度,形成惡性循環(huán),最終可能導(dǎo)致熱穩(wěn)定失控,甚至自燃。
有人說,磷酸鐵鋰電池不是說更安全嗎?是的,從電芯的材料角度來說,磷酸鐵鋰更安全,因為磷酸鐵鋰從材質(zhì)上來說,化學性能也相對穩(wěn)定,在高溫條件下,磷酸鐵鋰電池內(nèi)部由于晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,所以并不會形成強氧化性物質(zhì),因此,磷酸鐵鋰電池即使自燃,也很少像三元鋰電池一樣突然爆燃,像放鞭炮一樣噼里啪啦一下子火勢覆蓋全車。
但是電池安全性,還和電池管理系統(tǒng)BMS的設(shè)計,散熱,放置位置等相關(guān),而電池一致性的問題,會增加自燃起火的幾率。
鑒于磷酸鐵鋰電池的一致性問題,建議每周至少一次充滿電池,充滿后讓它多充3到6分鐘,而且使用慢充充滿,其實不少搭載磷酸鐵鋰電池的電動汽車,說明書里都寫明了這一點。
第二點,就是快充的功率,相對于三元鋰電池較低
其實大家可以看到,市面上的高端純電動車,采用的動力電池,大部分都是三元鋰電池,這主要是從充放電性能考慮的。
這主要是因為鈷酸鋰,錳酸鋰是二維層狀結(jié)構(gòu),鋰離子的運動范圍是二維的;而磷酸鐵鋰的只可以一維的進行運動,因此其導(dǎo)電性不好。一般來說,磷酸鐵鋰的最大充電倍率不超過2C(能量型電池),比亞迪最高的也只做到了3C,寧德時代的神行超充電池可以實現(xiàn)4C充電,也被業(yè)內(nèi)視作全球范圍里第一個能夠?qū)崿F(xiàn)4C超充的磷酸鐵鋰電池,但是目前還沒有量產(chǎn)上市。
而廣汽埃安的A480超級充電樁最大充電功率可達480kW,也就是6C快充,從快充性能來看,磷酸鐵鋰電池明顯和三元鋰電池有差距。
第三點,就是低溫性能,低溫情況下磷酸鐵鋰電池充放電性能較差
磷酸鐵鋰電池正極材料是磷酸亞鐵鋰,這種材料決定了,磷酸鐵鋰電池在低溫情況下,充放電性能較差,主要體現(xiàn)在充電性能和電池容量上,因此,對于搭載磷酸鐵鋰電池的車來說,熱管理就很重要,低溫熱管理則對磷酸鐵鋰比三元更關(guān)鍵。
那有人問了,為什么有的采用磷酸鐵鋰電池的車型,冬季續(xù)航達成率反而更高呢?舉個例子,就像是磷酸鐵鋰電池的低溫性能原本是60分,三元鋰電池是70分,如果熱管理做得好,磷酸鐵鋰電池可以做到80分,甚至85分,就有可能比三元鋰電池低溫續(xù)航更扎實了,但是這對于熱管理系統(tǒng)的要求很高,車企必須在這上面付出更高的成本。
當然了,磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點我們大家都很清楚了,成本更低,熱穩(wěn)定性更好,本身的循環(huán)壽命更長等。綜合來看,高端車型上,磷酸鐵鋰電池暫時還無法取代三元鋰電池,但是在中低端車型上,磷酸鐵鋰電池是不錯的選擇。