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三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池 動力電池到底應該用哪種?

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時間:1900/1/1 0:00:00

來源:第一電氣網作者:汽車技術

盡管國內對新能源汽車的補貼政策已經開始下降,但逐漸豐富的基礎設施和日益豐富的可選車型也讓消費者開始接受新能源車的流行。新能源汽車除了是在禁區內購買燃油車的替代方案外,還具有許多獨特的優勢。安靜的駕駛環境、清潔的能源類型、低廉的汽車成本,甚至一開始巨大的扭矩輸出,都能讓許多開燃油車的朋友羨慕不已。

電池作為電動汽車的動力源,自然是最重要的部件之一。電動汽車的續航能力、充電和放電也與電池的性能密不可分。目前,國內動力電池主要分為兩大派系,根據正極材料的不同分為磷酸亞鐵鋰派系和三元材料派系。盡管兩者都屬于二次電池,可以重復充電和放電,但由于材料的不同,在使用水平上反映的性能仍有很大差異。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池?

要找出哪種電池更好,我們首先應該簡單了解兩者之間的區別。

所謂磷酸鐵鋰電池,是指以磷酸亞鐵鋰為正極材料的鋰離子電池。這種電池的特點是不含貴金屬元素(如鈷等)。由于它不含貴重金屬材料,磷酸鐵鋰電池的原材料成本可以非常便宜地壓縮。在實際使用中,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫、安全穩定性強、價格低廉、循環性能較好的優點。

三元鋰電池是指以錳酸鎳鈷鋰為正極材料,石墨為正極材料的鋰電池。與磷酸亞鐵鋰不同,三元鋰電池的電壓平臺非常高,這意味著在相同體積或重量的情況下,三元電池的比能和比功率更大。此外,三元鋰電池在高倍率充電和耐低溫方面也有很大優勢。

作者一直認為,技術沒有好壞之分,只適合不同的產品或環境。單就電池而言,不存在誰更好或更差的問題。剛剛應用到實際使用場景中,三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池更適合現在和未來的家用電動汽車。

為什么三元鋰電池更適合家用電動汽車?

首先,低溫放電性能更好。

中國幅員遼闊,氣候復雜。從最北部的東北三省到最南部的海南島,氣溫變化非常豐富。以北京為例。作為電動汽車的主要市場,北京夏季最高氣溫在40℃左右,而冬季基本在零下16℃左右甚至更低。這個溫度范圍顯然適用于低溫性能更好的三元鋰電池。注重耐高溫的磷酸鐵鋰電池在北京的冬天會有點弱。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

“相對25℃容量”是指不同溫度下的容量與25℃下的放電容量之比。該值可以準確反映不同溫度下的電池壽命衰減,越接近100%,電池性能越好。

從上圖可以看出,在55℃的高溫下放電和在25℃的常溫下放電時,兩種電池的放電容量在常溫下幾乎沒有差異。但在MINUS 20℃下,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池相比具有明顯的優勢。

第二,能量密度更高

根據中國三元材料18650圓柱電池龍頭企業BIC電池提供的數據,其18650電池的能量密度已達到232Wh/kg,未來還將進一步提高到293Wh/kg。相比之下,目前國內主流的磷酸鐵鋰電池能量密度只有150Wh/kg左右。根據國內電池行業經驗分析……

ts,磷酸鐵鋰電池在未來幾年內能量密度能夠達到300Wh/kg的希望非常渺茫。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

與笨重的電動公交車不同,對于家用電動汽車來說,空間永遠是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰電池會占用很少的汽車空間,而且由于其質量較重,其放電壽命會受到很大影響。相對而言,能量密度較高的三元鋰電池不僅解決了重量問題,還為家用汽車節省了空間。

第三,充電效率更高

除了電池壽命外,充電也是電動汽車實際使用中的重要環節,而三元鋰電池在充電效率上比磷酸鐵鋰電池有很大優勢。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

目前,市場上常見的充電方式是恒流和恒壓充電。通常,在充電開始時采用恒流充電。此時,電流較大,并且充電效率相對較高。當電壓達到一定值后,電流減少到恒壓充電,這樣可以使電池更滿。在這個過程中,恒流充電容量與電池總容量的比值稱為恒流比。它是衡量一組電池在充電過程中充電效率的一個關鍵值。通常,百分比越大,恒流階段的充電容量越高,這證明電池的充電效率越高。

從表中可以看出,當充電溫度低于10C時,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的恒流比沒有明顯差異,當充電速度高于10C時磷酸鐵鋰的恒流率和充電效率迅速下降。

第四,循環壽命可以保證

對于家用汽車來說,三元材料和磷酸亞鐵鋰動力電池的額定循環壽命遠遠超過實際用戶的使用習慣,因此在使用壽命上可以完全放心。以BIC電池目前的大容量18650電池為例。經過1000次充電和放電循環后,電池容量仍然可以保持在90%以上。由于筆者也是一輛電動車的車主,這只是一年四季冬季最冷的一個月,經常開暖風的情況下只能在2天內充電,其余時間基本上是3-4天。假設每年平均充電3天,一年充電約6次,1000次循環后使用約8年,基本超過了目前中國消費者的平均換車周期。

五、足夠的安全材料和技術

傳統內燃機汽車最有害的部分是含有巨大能量的燃料。像汽油一樣點火點低、易爆炸的液體燃料一旦泄漏,極易造成極大的安全隱患。對于新能源汽車的動力電池,通過完善的電池管理系統(BMS)可以最準確地控制每一個電池,以防止事故的發生。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

以BIC 18650電池產品為例。在單體電池過程中,BIC選擇在正極和負極分別配置保護性添加劑和反應性添加劑,以防止電解質分解帶來的安全問題。同時,增加了陶瓷隔膜、負極陶瓷涂層等安全防護措施,從根源上控制事故。此外,Bike的小型圓柱形18650電池被分組,每個電池之間保持足夠的安全距離,以確保單個電池的事故不會影響其他電池。

三元鋰電池正在主導未來的動力電池市場。

在電動汽車領域,美國的特斯拉一直是許多國內車企的標桿。談到傳統車企在開發新能源汽車方面的實力,寶馬i3的推出已經成為教科書般的車型。有趣的是,兩款車都選擇了三元鋰電池作為動力電池。另一方面,在國內市場,江淮汽車、比亞迪、北汽等多家汽車制造商也開始將原本使用磷酸鐵鋰電池的車型更換為三元鋰電池。

再次:技術i……

好的或壞的,只適合或不適合。國內外汽車公司對電池類型的選擇相同,這絕對不是巧合。相信在不久的將來,電動汽車的電池市場將重新洗牌,三元鋰電池將以其耐低溫、高能量密度、高充電效率、良好循環壽命和更強安全性的特點在新市場站穩腳跟。來源:第一電氣網作者:汽車技術

盡管國內對新能源汽車的補貼政策已經開始下降,但逐漸豐富的基礎設施和日益豐富的可選車型也讓消費者開始接受新能源車的流行。新能源汽車除了是在禁區內購買燃油車的替代方案外,還具有許多獨特的優勢。安靜的駕駛環境、清潔的能源類型、低廉的汽車成本,甚至一開始巨大的扭矩輸出,都能讓許多開燃油車的朋友羨慕不已。

電池作為電動汽車的動力源,自然是最重要的部件之一。電動汽車的續航能力、充電和放電也與電池的性能密不可分。目前,國內動力電池主要分為兩大派系,根據正極材料的不同分為磷酸亞鐵鋰派系和三元材料派系。盡管兩者都屬于二次電池,可以重復充電和放電,但由于材料的不同,在使用水平上反映的性能仍有很大差異。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池?

要找出哪種電池更好,我們首先應該簡單了解兩者之間的區別。

所謂磷酸鐵鋰電池,是指以磷酸亞鐵鋰為正極材料的鋰離子電池。這種電池的特點是不含貴金屬元素(如鈷等)。由于它不含貴重金屬材料,磷酸鐵鋰電池的原材料成本可以非常便宜地壓縮。在實際使用中,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫、安全穩定性強、價格低廉、循環性能較好的優點。

三元鋰電池是指以錳酸鎳鈷鋰為正極材料,石墨為正極材料的鋰電池。與磷酸亞鐵鋰不同,三元鋰電池的電壓平臺非常高,這意味著在相同體積或重量的情況下,三元電池的比能和比功率更大。此外,三元鋰電池在高倍率充電和耐低溫方面也有很大優勢。

作者一直認為,技術沒有好壞之分,只適合不同的產品或環境。單就電池而言,不存在誰更好或更差的問題。剛剛應用到實際使用場景中,三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池更適合現在和未來的家用電動汽車。

為什么三元鋰電池更適合家用電動汽車?

首先,低溫放電性能更好。

中國幅員遼闊,氣候復雜。從最北部的東北三省到最南部的海南島,氣溫變化非常豐富。以北京為例。作為電動汽車的主要市場,北京夏季最高氣溫在40℃左右,而冬季基本在零下16℃左右甚至更低。這個溫度范圍顯然適用于低溫性能更好的三元鋰電池。注重耐高溫的磷酸鐵鋰電池在北京的冬天會有點弱。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

“相對25℃容量”是指不同溫度下的容量與25℃下的放電容量之比。該值可以準確反映不同溫度下的電池壽命衰減,越接近100%,電池性能越好。

從上圖可以看出,在55℃的高溫下放電和在25℃的常溫下放電時,兩種電池的放電容量在常溫下幾乎沒有差異。但在MINUS 20℃下,三元鋰電池與磷酸鐵鋰相比具有明顯的優勢……

埃里。

第二,能量密度更高

根據中國三元材料18650圓柱電池龍頭企業BIC電池提供的數據,其18650電池的能量密度已達到232Wh/kg,未來還將進一步提高到293Wh/kg。相比之下,目前國內主流的磷酸鐵鋰電池能量密度只有150Wh/kg左右。據國內電池行業專家分析,未來幾年磷酸鐵鋰電池能量密度能夠達到300Wh/kg的希望非常渺茫。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

與笨重的電動公交車不同,對于家用電動汽車來說,空間永遠是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰電池會占用很少的汽車空間,而且由于其質量較重,其放電壽命會受到很大影響。相對而言,能量密度較高的三元鋰電池不僅解決了重量問題,還為家用汽車節省了空間。

第三,充電效率更高

除了電池壽命外,充電也是電動汽車實際使用中的重要環節,而三元鋰電池在充電效率上比磷酸鐵鋰電池有很大優勢。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

目前,市場上常見的充電方式是恒流和恒壓充電。通常,在充電開始時采用恒流充電。此時,電流較大,并且充電效率相對較高。當電壓達到一定值后,電流減少到恒壓充電,這樣可以使電池更滿。在這個過程中,恒流充電容量與電池總容量的比值稱為恒流比。它是衡量一組電池在充電過程中充電效率的一個關鍵值。通常,百分比越大,恒流階段的充電容量越高,這證明電池的充電效率越高。

從表中可以看出,當充電溫度低于10C時,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的恒流比沒有明顯差異,當充電速度高于10C時磷酸鐵鋰的恒流率和充電效率迅速下降。

第四,循環壽命可以保證

對于家用汽車來說,三元材料和磷酸亞鐵鋰動力電池的額定循環壽命遠遠超過實際用戶的使用習慣,因此在使用壽命上可以完全放心。以BIC電池目前的大容量18650電池為例。經過1000次充電和放電循環后,電池容量仍然可以保持在90%以上。由于筆者也是一輛電動車的車主,這只是一年四季冬季最冷的一個月,經常開暖風的情況下只能在2天內充電,其余時間基本上是3-4天。假設每年平均充電3天,一年充電約6次,1000次循環后使用約8年,基本超過了目前中國消費者的平均換車周期。

五、足夠的安全材料和技術

傳統內燃機汽車最有害的部分是含有巨大能量的燃料。像汽油一樣點火點低、易爆炸的液體燃料一旦泄漏,極易造成極大的安全隱患。對于新能源汽車的動力電池,通過完善的電池管理系統(BMS)可以最準確地控制每一個電池,以防止事故的發生。

Beijing, BMW, BYD, Jianghuai, Tesla

以BIC 18650電池產品為例。在單體電池過程中,BIC選擇在正極和負極分別配置保護性添加劑和反應性添加劑,以防止電解質分解帶來的安全問題。同時,增加了陶瓷隔膜、負極陶瓷涂層等安全防護措施,從根源上控制事故。此外,Bike的小型圓柱形18650電池被分組,每個電池之間保持足夠的安全距離,以確保單個電池的事故不會影響其他電池。

三元鋰電池正在主導未來的動力電池市場。

在電動汽車領域,美國的特斯拉一直是許多國內車企的標桿。當它……

得益于傳統汽車公司在開發新能源汽車方面的實力,寶馬i3的推出已經成為教科書般的車型。有趣的是,兩款車都選擇了三元鋰電池作為動力電池。另一方面,在國內市場,江淮汽車、比亞迪、北汽等多家汽車制造商也開始將原本使用磷酸鐵鋰電池的車型更換為三元鋰電池。

再次強調:技術是好是壞,只是適合還是不適合。國內外汽車公司對電池類型的選擇相同,這絕對不是巧合。相信在不久的將來,電動汽車的電池市場將重新洗牌,三元鋰電池將以其耐低溫、高能量密度、高充電效率、良好循環壽命和更強安全性的特點在新市場站穩腳跟。

標簽:北京寶馬比亞迪江淮特斯拉

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