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界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右


采访人员 | 侯卓铠
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近期一段时间内 ， 一场动力电池“针刺实验”让比亚迪和宁德时代这两家头部动力电池公司进行了多次隔空对垒 。 大家关注的焦点也再一次回到了新能源汽车产业中避不开的磷酸铁锂电池和三元锂电池的路线纷争 。
虽然这场争论因针刺实验而起 ， 但在这背后 ， 如何去提升动力电池安全才应是整个业界研讨、交流的真正价值所在 。
动力电池的纷争
根据《中国汽车产业发展报告（2018）》中 ， 将新能源汽车产业链划分为四大板块 ， 其中产业链中上游材料的电池是由“正极”、“负极”、“隔膜”、“电解液”构成 ， 在关键部件一栏中 ， 储能则为“动力电池管理系统” 。
目前 ， 在政策和市场的引导下 ， 国内企业在磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料前驱体、石墨负极材料、钛酸锂负极材料、电解液、PP/PE隔膜等动力电池关键材料方面 ， 已经基本实现国产化 。 国内头部企业已经近乎完全掌握了化学电池的全产业链布局 。
其中应用最为广泛的化学电池技术中 ， 因为动力电池性能指标需要满足储能密度、循环寿命、充电速度、抗高低温和安全性五个维度 ， 同时还要满足制造成本等 ， 磷酸铁锂和三元锂电脱颖而出 ， 分别成为客车和乘用车市场的绝对主力 。 不过 ， 由此也拉开了磷酸铁锂和三元锂电的“纷争” 。
界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右
本文插图
图片来源：视觉中国
在性能特性方面 ， 磷酸铁锂和三元锂电并没有真正意义上差异 ， 也是平分秋毫 。
【界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右】首先 ， 在能量密度上 ， 三元锂电的标称电压范围为3.6~4.3V ， 相较于磷酸铁锂3.2-3.3V较高 。 并且 ， 三元锂电能量密度已经突破300WH/kg ， 而磷酸铁锂电池仍较难突破200WH/kg大关 。
其次 ， 在使用环境方面 ， 三元锂电池低温限值为-30° ， 相比磷酸铁锂电池-20°更有优势 ， 同时在相同低温条件下 ， 三元锂电池冬季衰减不到15% ， 明显高于磷酸铁锂电池衰减高达30%以上 ， 更加符合我国电动汽车用户的使用环境 。 但是 ， 磷酸铁锂电池的热失控温度普遍在500°以上 ， 这远比三元锂电池低于300°的参数 ， 更为安全 。
在循环次数和制造成本之间 ， 数据显示 ， 磷酸铁锂电池充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减 ， 而三元锂电池充放电循环次数则仅为2000次 。 同时 ， 因为磷酸铁锂电池生产制造并不涉及贵重金属 ， 其生产成本较低 ， 反观三元锂电池则因为采用钴金属 ， 其材料价格一直高企 。
简而言之 ， 三元锂电同等单位体积的能量密度比磷酸铁锂电池更高 ， 且耐低温（寒冷地区续航里程更长）；磷酸铁锂则耐高温（安全性更好）、循环寿命长、制造成本低 ， 两者各有优缺点 ， 因此应用领域也有所不同 。
单单罗列完两种电池技术路径的各项参数还是不够的 ， 毕竟动力电池企业最终是要将电池组搭载在新能源汽车上 ， 安全性在汽车这一消费品品类就尤为重要 。
“针刺实验”究竟刺什么
让我们回到早前比亚迪和宁德时代的对垒话题之上 。 3月份比亚迪发布了一段磷磷酸铁锂“刀片电池”通过素有电池安全“珠穆朗玛峰”之称的针刺实验的视频 ， 验证其在极端状况下电池的安全性能 。
但宁德时代却认为这是在“滥用”针刺实验 。 随后 ， 因网友“小鱼锂电”对从市场采购宁德时代NCM811和NCM523两款电池自行进行针刺实验均出现起火燃烧情况 ， 而不得不也进行了相应针刺实验 。
不过 ， 第一次实验宁德时代针对整个电池包进行 ， 直接导致钢针崩断 。 第二次实验显示 ， 针对NCM523和NCM811电池电芯进行针刺 ， 画面显示没有出现冒烟起火等现象 。


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