現在的電動汽車普遍采用鋰電池作為動力電池,而特斯拉Model S采用的是松下18650組成的電池組,單個這種電池比平常的5號電池大一些,也稱為三元鋰電池,而市面上還有一種主流的鋰電池叫做磷酸鐵鋰電池,例如比亞迪,就專精這類電池。”
△ 市面上還有一種叫做A123的鋰電池,這種電池實際上也是磷酸鐵鋰電池的一種。它主要在制造工藝上采用了納米工藝等,增加了電池充放電能力。我國萬向集團就收購了A123公司,進而收購了賴以該電池為動力基礎的菲斯克(Fisker)汽車公司。圖為菲斯克Karma。
“那這兩種電池不都是鋰電池,還能有啥區別呢?”老王問。
“雖然同是一顆土豆,但是除了燉土豆,不還能做酸辣土豆絲么?”筆者從老王菜籃子里拿出一顆土豆,接著說:“這兩種電池雖然都采用鋰元素,但是配上不同的‘配菜’(負極材料)和‘做法’(電池管理系統),做出不一樣的菜是必須的啦!”
△ 三元鋰電池如果內部短路或是正極材料遇水,都會有明火產生。所以一般18650電池都會有一層鋼殼保護,由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成,所以,雖然特斯拉給電池組進行了全方位的保護,但是在極端的碰撞事故中,起火隱患還是有的。
而磷酸鐵鋰電池則要穩定許多,電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒,遭到350℃的高溫也不會起火(三元鋰電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
“哦!原來安全性差這么多呢!那為啥特斯拉還要用三元鋰電池呢?”老王問。
“三元鋰電池的能量密度大,電壓更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車子跑的距離也就更遠,速度也能更快。特斯拉Model S充滿電的續航里程400多公里呢。”
△ 不過,由于三元鋰電池需要用大量的單個電池組合起來,所以電池的組的體積十分龐大,相比磷酸鐵鋰電池相對緊湊的體積,雖然在動力輸出方面略勝一籌,但是也不得不承受對于車內空間的影響的副作用。
△ 官方標定60km/h等速巡航可達335km的騰勢電動車,只采用了144節磷酸鐵鋰電池。
“上次小牛官方說可以回收電池,說是什么電池有衰減,為什么這么說呢?”老王接著問。
“雖然三元鋰電池的理論壽命是2000次充放電循環,但在實際使用中,當進行900次的充放電循環后,電池容量就基本衰減到了55%。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。”
“那怎么辦?”老王有些著急。
“但如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環中工作,不榨光電池的精力,即使經過3000次的充放電循環,電池容量基本還能能夠保持在70%左右。但這需要非常優秀的電池管理系統,所以特斯拉才會對自己的電池管理系統這么自豪。”
△ 不過,磷酸鐵鋰電池即便是經過3000次0-100%的充放電使用,容量也才會衰減到80%,所以磷酸鐵鋰電池的電池管理系統就沒那么復雜,也就進一步降低了整車研發成本。圖為采用磷酸鐵鋰電池驅動的比亞迪純電動大巴車。(圖片來自網絡)
“那比亞迪用磷酸鐵鋰電池就是因為它皮實、安全?”
“其實咱們國家的鋰礦、氧化鐵磷酸鹽儲量豐富,制造磷酸鐵鋰電池有優勢。而我國缺乏鈷礦,制造必須采用鈷元素的三元鋰電池會有些困難。所以,我國許多車企(包括電池企業)發展磷酸鐵鋰電池是很現實的。”
所以,現在市面上采用三元鋰電池的電動車,動力電池基本都是國外品牌產品(日本松下,韓國SK等),價格也相應要比采用磷酸鐵鋰電池的車型(同級別)貴一些。
△ 北汽EV200采用了來自韓國SK生產的三元鋰電池,理論巡航里程達到200km,而它的前輩車型EV150則采用了磷酸鐵鋰電池,續航里程僅為150km。
兩種鋰電池特點對照表 | ||
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三元鋰電池(18650) | 磷酸鐵鋰電池 |
安全性(相對兩款電池) | 低 | 高 |
重量能量密度(Wh/kg) | 200 | 100-110 |
電池單體標稱電壓(V) | 3.8 | 3.2 |
抗衰退能力(壽命) | 低 | 高 |
應用成本(我國) | 高 | 低 |
抗低溫衰減能力 | 強 |
弱 |
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