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三元锂PK磷酸铁锂 谁才是动力电池最终赢家

引言:

曾几何时,新能源市场满是使用磷酸铁锂电池的纯电动车,随着技术的发展和消费者对续航的硬性需求,低温性能更优、能量密度更高的三元锂电池逐渐替代磷酸铁锂电池。但近一段时间的两条新闻被炒得沸沸扬扬,一个是国产特斯拉Model 3改用磷酸铁锂电池,还有一个是比亚迪汉采用刀片电池(磷酸铁锂电池)。国内最火热的两大电动车制造商重新采用磷酸铁锂电池,似乎给人一种磷酸铁锂“回归”的感觉,下面我们就来看一看,三元锂电池和磷酸铁锂电池的差异在哪。

磷酸铁锂和叁元锂相差几何

介于化学元素的稳定程度,磷酸铁锂电池相比叁元锂电池的确有着更稳定的化学特性,且制造成本至少比叁元锂电池低20%。但是,其低温性能和能量密度均不及叁元锂电池,同样的电池容量下,磷酸铁锂电池会占用更多的体积和重量,续航性能和车内空间都会受到影响。

而叁元锂电池最大的优势就是单体电芯能量密度高,在同样电池的体积下,可以做到更高的电池容量,且强大的低温抗性也是磷酸铁锂电池望而不及的。同时,通过材料改性优化、表面材料包覆以及其他设备的保护辅助,安全性也可以得到保障。虽然相比磷酸铁锂电池会提升一定的成本,但是直观的续航提升、用户里程焦虑的减轻,让叁元锂电池成为各大车企开发电动车的首选。根据2020年4月中国台湾妹中文娱乐动力电池产业创新联盟公布的数据显示,国内叁元锂电池装机量约2.6骋奥丑,占比为73.2%,磷酸铁锂电池的装机量为0.9骋奥丑,占比仅25.8%。

市面上几款续航里程优秀的车型均采用了三元锂电池,北京现代昂希诺纯电动、北京现代菲斯塔纯电动、广汽新能源Aion S、比亚迪唐EV,几款车的续航里程均在500km左右。

此外,叁元锂电池在冬季低温条件下的衰减程度也更低,大部分叁元锂电池低温衰减率约为15%,磷酸锂电池的低温衰减率甚至可以高达到50%。

叁元锂电池真的不安全么?

前文说了叁元锂电池的优势,而有些人会对它的安全性打个问号,它最大的安全隐患无外乎高温起火和外力挤压起火,这就不得不说一说叁元锂电池的“防火”技术了。

首先三元锂电池也分为NCA(镍钴铝)和NCM(镍钴锰),前几年特斯拉Model S的自燃事件大多出现在搭载NCA三元锂电池的车型上,且大多是2012年-2016年生产的产品。前文提到的昂希诺纯电动、菲斯塔纯电动等车型均采用了宁德时代NCM三元锂电池,从化学稳定性上NCM电芯要高于NCA电芯。

菲斯塔纯电动异形电池布局

除了电芯材料外,叁元锂电池还需要对电芯进行全方位的保护,以北京现代双贰痴车为例,北京现代拥有更严苛的叁电安全标准,在产品研发初期就已经进行多次挤压、跌落、火烧、浸水等电池极限测试,确保电池在极限状态下不起火、不爆炸,保证行车安全。

此外,北京现代高效的温控系统可以通过实时温度监测、液冷控制回路、PTC电阻丝、温控器来保证动力电池工作温度在25 ~ 45°C之间,时刻保持最优工作效率并延长电池循环寿命,单体电芯的温差可以精确地控制在5℃以内。

北京现代电池智能温控系统

如果有个别电芯在充电时发生故障导致局部过热,温度监测传感器也会第一时间告知贰痴核心系统,通过熔断保护设计及时切断电源,防止电池内部快速升温,保证电池和车辆安全。而高压接线模块的集成化设计也减少了软性线路连接,避免因线路老化出现的安全隐患,提升线路安全性。

昂希诺纯电动

不仅如此,北京现代还针对纯电动车型的车体进行改善优化,在不影响车内人员安全的情况下,采用上下梁连接结构,增加了撞击时的能量吸收当量,最大程度地确保动力电池不受外力挤压。

昂希诺纯电动车身结构优化

在此基础上,北京现代的动力电池还拥有陶瓷隔膜涂覆工艺,这种工艺通过陶瓷颗粒优异的隔温性能,有效避免因意外导致电池失控点引发的大面积短路,最大程度降低了电池因短路起火的可能性。

昂希诺纯电动电池系统

由此可见,如今叁元锂电池的安全技术已经很成熟,在重重保护之下,只要电芯温度不超标,也就不会存在人们质疑的安全问题。

写在最后:

就当下而言,磷酸铁锂电池的确可以让车辆的制造成本更低,且让消费者更富有安全感,但电芯的能量密度和低温抗性很难媲美叁元锂电池。而叁元锂电池不论是充电速度还是续航能力都更符合如今消费者的用车习惯,外加电池安全技术所提供的可靠性和不断革新的技术,磷酸铁锂电池想超越叁元锂电池还需要技术的突破和市场的洗涤。