要續(xù)航選三元鋰,要安全選磷酸鐵鋰?事情沒(méi)有這么簡(jiǎn)單!
動(dòng)力電池的路線之爭(zhēng),最近這兩年成為了熱門話題,這也是寧德時(shí)代和比亞迪,兩家公司所代表的技術(shù)路線。此前三元電池在市場(chǎng)上占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),裝機(jī)量曾超過(guò)70%,但是最近這一兩年,情況開(kāi)始變了,搭載磷酸鐵鋰電池的車型越來(lái)越多,連三元鋰電池的堅(jiān)定擁護(hù)者特斯拉也開(kāi)始使用磷酸鐵鋰了。
有人把兩種電池的區(qū)別,簡(jiǎn)單粗暴概括為,三元鋰電池能量密度更大,磷酸鐵鋰電池能量密度低但是更安全,難免有些簡(jiǎn)單粗暴,人云亦云了。今天我們就來(lái)為大家詳細(xì)說(shuō)說(shuō)兩種電池的區(qū)別。
三元鋰電池
優(yōu)點(diǎn):能量密度更高、充放電性能更強(qiáng)、電池的一致性更好
缺點(diǎn):成本較高,熱穩(wěn)定性較差
三元鋰電池,就是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰電池,之前一直是動(dòng)力電池的主流,因?yàn)槿囯姵氐膬?yōu)點(diǎn)是比較突出的。
在之前動(dòng)力電池的能量密度普遍較低的情況下,只有選擇三元鋰電池,因?yàn)樗哪芰棵芏雀撸娦镜囊恢滦愿?,充放電效率高,因此快充的功率往往更高,放電性能也更?qiáng)。
但是它的缺點(diǎn)也很明顯,不管是鎳鈷鋁酸鋰電池,還是鎳鈷錳酸鋰電池,特別是鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,因此熱失控的風(fēng)險(xiǎn)更大。另外成本方面,三元鋰電池的成本要明顯高于磷酸鐵鋰電池。
磷酸鐵鋰電池
優(yōu)點(diǎn):熱穩(wěn)定性更好,壽命更長(zhǎng),成本更低
缺點(diǎn):能量密度較低,一致性較差,低溫性能較差
磷酸鐵鋰電池是用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池,因此它規(guī)避了鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定帶來(lái)的熱失控危險(xiǎn),從化學(xué)元素的結(jié)合來(lái)看,磷酸鐵鋰是典型的正交晶系,由于P-O共價(jià)鍵的鍵能很大,因此高溫情況下的穩(wěn)定性更好,另外,它的電池耐久性也更好,普遍充放電可在3000次以上,也就是說(shuō),它比三元鋰電池更耐用。
除此之外,磷酸鐵鋰電池還有一個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn),那就是成本,磷酸鐵鋰電池的成本要比三元鋰電池低一些,這也是很多車型選擇磷酸鐵鋰電池的重要原因。在補(bǔ)貼退坡的當(dāng)下,千方百計(jì)降低成本是必然的。
但是磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)也比較明顯,因?yàn)榱姿徼F鋰電池的振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,所以能量密度要低一點(diǎn),這幾年磷酸鐵鋰電池的能量密度有所提升,但是已經(jīng)接近瓶頸,所以只能從結(jié)構(gòu)上下手,只能通過(guò)去掉模組,改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理方法來(lái)提高能量密度。
除此之外,低溫情況下的充放電性能更弱,以及電芯一致性較差的問(wèn)題。特別是電池一致性較差問(wèn)題,一直被很多人忽視,目前車企主要通過(guò)疊片工藝來(lái)改善磷酸鐵鋰電池的一致性問(wèn)題。
有人一提到磷酸鐵鋰電池就是安全,要續(xù)航里程還是要命啊,要命選磷酸鐵鋰。這種朋友的腦子都是單回路的。目前網(wǎng)絡(luò)上有種風(fēng)氣,那就是喜歡簡(jiǎn)單粗暴的給一件事物貼標(biāo)簽,磷酸鐵鋰就是安全,三元鋰電池就是能量密度大但是不安全,動(dòng)不動(dòng)就是你要能量密度還是要命,看任何事情都是非黑即白,跟小學(xué)生一樣。
為什么說(shuō)一概說(shuō)搭載磷酸鐵鋰電池的車更安全是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模驗(yàn)閯?dòng)力電池的安全是個(gè)系統(tǒng)工程,除了電池本身的安全性以外,電控系統(tǒng),熱管理系統(tǒng)也非常重要,比如說(shuō)有的車企使用的是保險(xiǎn)絲熔斷機(jī)制,有的使用的是炸藥熔斷機(jī)制,后者在發(fā)生電池短路的時(shí)候,斷電的速度更快。
另外,磷酸鐵鋰電池我們也介紹了,雖然它沒(méi)有鎳鈷鋁高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差的問(wèn)題,但是它的電池一致性一般也要差一點(diǎn),電池一致性差會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題?一方面就是會(huì)帶來(lái)電池容量突然斷崖式下跌,甚至失速問(wèn)題。另一方面,也給電控系統(tǒng)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn),否則也會(huì)增加電池自燃的風(fēng)險(xiǎn)。
通俗來(lái)說(shuō),三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的安全性不是絕對(duì)的,而應(yīng)該看具體車型在電控、熱管理方面做的到不到位,舉個(gè)例子,你說(shuō)鋼甲比皮盔甲安全,但是如果鋼甲只覆蓋胸口,皮盔甲卻覆蓋全身,那就不一定了。從目前來(lái)看,給三元提高安全性的手段,要比給磷酸鐵鋰提高能量密度的手段要多,磷酸鐵鋰電池的能量密度幾乎已經(jīng)到頂了。
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各有所長(zhǎng),不一定要哪一方殺死另一方,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池各有所長(zhǎng),關(guān)鍵還是市場(chǎng)說(shuō)了算,不管是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,目前都不算完美,希望這兩種動(dòng)力電池繼續(xù)進(jìn)化,早日實(shí)現(xiàn)對(duì)于內(nèi)燃機(jī)總成的取而代之。