11-20万|三元锂PK磷酸铁锂 谁才是动力电池的最终赢家


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 。
磷酸铁锂和三元锂相差几何
介于化学元素的稳定程度 , 磷酸铁锂电池相比三元锂电池的确有着更稳定的化学特性 , 且制造成本至少比三元锂电池低20% 。 但是 , 其低温性能和能量密度均不及三元锂电池 , 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 。
而三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 , 让三元锂电池成为各大车企开发电动车的首选 。 根据2020年4月中国汽车动力电池产业创新联盟公布的数据显示 , 国内三元锂电池装机量约2.6GWh , 占比为73.2% , 磷酸铁锂电池的装机量为0.9GWh , 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 。

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此外 , 三元锂电池在冬季低温条件下的衰减程度也更低 , 大部分三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% 。
【11-20万|三元锂PK磷酸铁锂 谁才是动力电池的最终赢家】三元锂电池真的不安全么?
前文说了三元锂电池的优势 , 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 , 这就不得不说一说三元锂电池的“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 。

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菲斯塔纯电动异形电池布局
除了电芯材料外 , 三元锂电池还需要对电芯进行全方位的保护 , 以北京现代双EV车为例 , 北京现代拥有更严苛的三电安全标准 , 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。

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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EV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 。


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