電動車永遠離不開的三大話題:續航、充電和電池。
隨着時間的遷移,大多數主流電動車更新迭代,其續航能力和充電速度都有一定的提升,唯獨是電池安全問題一直是電動車的痛點。
近年來不時有電動車充電時自燃的新聞被曝光,讓不少人“聞充電色變”,停車也得躲着電動車和充電樁,生怕會惹火燒身。選購電動車的朋友也會有擔憂:電動車的電池壽命如何,充電安全性如何等等。
電動汽車作為新能源汽車的主要發展方向,最大的安全隱患非動力電池莫屬。儘管我國已經有相當多關於電池系統安全和電池性能的法規,然而受動力電池先天的化學特性影響,在某些特殊工況下的不穩定因素會導致自燃,且電動車的電池熱失控速率難以估計,撲滅的難度要比傳統汽油車更高。
當然,現階段電池安全問題一直是電池廠家和汽車廠家首要考慮的大事。以市面上兩大電動車電池方案磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為例,我們今天就來分析下兩者的安全性和優缺點差異。
磷酸鐵鋰電池更穩定
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在安全性上最大的區別在於耐高温性,簡單來説就是誰受得了高温,誰的穩定性就越高,這點也是由它們各自的化學特性決定的。
以磷酸鐵鋰電池為例,磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵需要達到700-800攝氏度才會發生分解,即便發生猛烈撞擊、針刺和短路的情況,也不會釋出氧分子,也就不會產生劇烈的燃燒。
與此相比較的三元鋰電池,其內部達到250-300攝氏度就會發生分解,遇到電池中可燃的電解液和碳材料,產生的熱量進一步加劇分解,從而發生爆燃的情況,這種不穩定性也讓三元鋰電池在熱管理上需要達到較高的要求。
得益於磷酸鐵鋰電池的耐高温性和化學穩定性,前期大部分純電動車幾乎都採用了磷酸鐵鋰電池,高工產研鋰電研究所(GGII)調研數據顯示,2015年和2014年,磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車市場上一直佔據主導地位。
不過自2016年以後,三元鋰電池的份額開始反超磷酸鐵鋰電池,並一直主導着動力電池的市場,這又是怎麼一回事呢?
三元鋰電池能量密度更高
之所以三元鋰電池後來主導了新能源汽車的市場,最大的原因便是它的能量密度比磷酸鐵鋰電池更高,而國家的出台的新能源政策表明,補貼與電池的能量密度是掛鈎的,換言之電池能量密度越高,廠家能拿到的補貼就越多。
看到這裏,很多人也許會質疑這些新能源車廠家,為了謀取暴利,寧可放棄安全性更高的磷酸鐵鋰電池,也要冒險選擇三元鋰電池。
其實,磷酸鐵鋰電池並非最好的選擇,以比克電池提供的資料來看,18650電池的三元鋰電池,能量密度已經達到了232Wh/kg;而磷酸鐵鋰電池一直徘徊在170-190Wh/kg左右,加上前者能量密度大,體積更小,質量更輕,帶來空間性和續航能力的提升,是後者無法比擬的。
當然,此處還要提及到動力電池的耐低温性。眾所周知,電動車在冬天氣温低的環境下,其續航表現是比較蛋疼的,基本上只能發揮電池的一部分性能。而磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在低温下的表現各有差異,數據顯示,磷酸鐵鋰電池在零下20攝氏度時電池容量僅為常温下的54%,三元鋰電池表現尚可,能達到常温下的70%。在耐低温性方面,三元鋰電池確實更有優勢,相當於抵消了自身耐高温性不足的缺點。
磷酸鐵鋰電池前景可期
從目前兩種裝配動力電池的品牌陣型來看,磷酸鐵鋰電池的裝配份額基本都體現在比亞迪的車型上,這點也為比亞迪DM和EV車型的安全性做了背書。其他還在用磷酸鐵鋰電池的品牌還有騰勢、北汽等。
以三元鋰電池為代表的有特斯拉,還有蔚來、小鵬等國內造車新勢力。可見採用這類電池的品牌,它們旗下的車型都有着高性能、高續航等特點,完全滿足當下消費者對新能源車的需求,也憑藉着這兩點優勢,三元鋰電池迅速崛起,幾乎以壓倒性優勢擊敗了磷酸鐵鋰電池。
不過事情總會有反轉的時候,時間來到2020年,我們看到了磷酸鐵鋰電池再度崛起的苗頭。
比亞迪漢
目前掌握着磷酸鐵鋰電池核心技術的比亞迪,將在今年推出最新的“刀片電池”技術,這項技術不僅極大提升電池安全性,壽命超過120萬公里,還把電池組體積縮小50%,這項技術無疑極大推進了磷酸鐵鋰電池的發展,官方表示該技術將會應用在即將上市的漢EV和唐EV的電池組上。
特斯拉Model 3
另外,在工信部發布的新能源汽車推廣應用推薦車型目錄中,國產特斯拉Model 3標準續航版顯示配備的是一款“無鈷電池”,也就是不含鈷的磷酸鐵鋰電池。除了造車成本減少,電池能量密度降低,我們還發現這款國產Model 3的續航增加了23公里。由此可見,磷酸鐵鋰電池的實力在一定程度上已經不輸三元鋰電池。
隨着未來新能源補貼的完全退出,更多的車企迴歸到安全性更高、成本更低的磷酸鐵鋰電池也不是不可能,畢竟目前大部分消費者的里程需求還是在200-400km之間,性能方面的參數顯得並不重要。如果未來技術風口有變,我們也希望更多的廠家能迴歸到更加靠譜的電池技術路線。
對於新能源車企而言,自身產品有着再多的優點和口碑,也抵擋不住一次自燃事故帶來的衝擊。正如俗話説“一次不忠,百次不用”,消費者最終看重的還是一輛車開起來是否可靠安全。目前新能源車的安全問題千瘡百孔,最終能否得以改進,皆在廠家的取捨問題上,我們也就靜觀其變吧。