鉅大LARGE | 點擊量：403次 | 2022年03月31日
安全/成本有優(yōu)勢 磷酸鐵鋰離子電池要翻盤？
電池是電動汽車的核心部件，也是制約電動汽車發(fā)展的最大瓶頸。目前電動汽車所采用的動力電池絕大多數(shù)都是鋰電池，僅有一部分低速電動汽車采用了鉛酸電池。鋰電池由斯坦利·威廷漢發(fā)明，經(jīng)約翰·B·古迪納夫完善，吉野彰則解決了批量生產(chǎn)的問題，這三位科學(xué)家的研究共同促成了實用化鋰電池的誕生，他們也因此在2019年共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎。
2019年的諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給了三位在鋰電池研發(fā)中做出了突出貢獻的三位科學(xué)家。
鋰電池是一個大的分類，電動汽車上采用的鋰電池是以鋰離子化合物作為正極材料的鋰離子電池，比如磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池等等。每一種鋰電池都具備自己的特性：磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命長、安全性能好，但是能量密度低、低溫性能差;三元鋰電池能量密度高、低溫性能好，但是安全性能一般;錳酸鋰電池成本低、安全性能好，但是壽命比較短。鋰電池的研發(fā)工作中很重要的一部分就是尋找更高效、更安全的正極材料，但是科學(xué)家暫時還沒有發(fā)現(xiàn)比較完美的鋰電池，車企和電池廠只能綜合評估做出取舍。
這么多年以來，電池的結(jié)構(gòu)基本保持一致，但是材料有了很大的變化。不同的材料賦予了電池不同的特性。
在前幾年，三元鋰電池占據(jù)了絕對的主流。當時的新能源補貼與電池包的能量密度掛鉤，三元鋰電池能量密度較高，能夠獲得更多補貼。在政策的驅(qū)動下，三元鋰電池很快占據(jù)了市場，就連一直深耕磷酸鐵鋰電池技術(shù)的比亞迪也不得不全面換裝三元鋰電池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在排名靠前的車型當中，五菱宏光MINIEV、特斯拉Model3(參數(shù)|詢價)、比亞迪漢EV(參數(shù)|詢價)等車型都開始搭載磷酸鐵鋰電池。
不過，從去年開始形勢又出現(xiàn)了變化，采用磷酸鐵鋰電池的新車逐漸多了起來。比亞迪、上汽、北汽新能源、五菱宏光等國內(nèi)主要的新能源廠商都開始采用磷酸鐵鋰電池，甚至特斯拉也推出了磷酸鐵鋰電池版的Model3。造成這個變化的原因有三點：
一、電動汽車自燃事故頻發(fā)，其中絕大部分出事的車輛都采用了三元鋰電池，而去年的幾次針刺試驗非常直觀地說明了磷酸鐵鋰電池的安全性強于三元鋰電池。隨著新車續(xù)航里程的提升，安全性能已經(jīng)取代里程焦慮成為了消費者在購買電動汽車時最大的痛點。
和磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池的安全性要稍差一些。
二、新能源補貼政策不再引導(dǎo)車企使用高能量密度的電池，同時補貼額度也大幅降低。從成本的角度來看，磷酸鐵鋰電池更加便宜。在續(xù)航滿足要求的前提下，采用磷酸鐵鋰電池能降低售價、拉低門檻。特斯拉Model3、小鵬P7(參數(shù)|詢價)都是給入門款車型配備了磷酸鐵鋰電池。
三元鋰電池的正極材料包括鎳、鈷、錳，其中鈷的價格非常高。為了降低成本，特斯拉和蜂巢能源等廠商都在研發(fā)無鈷電池。
三、隨著CTP技術(shù)的發(fā)展成熟，磷酸鐵鋰電池的能量密度短板能夠得到有效的彌補，可以滿足新款電動汽車的性能需求。以往的電池都是電芯組成電池模塊，再由電池模塊組成電池包。CTP(即CelltoPack)技術(shù)跳過了電池模組這一步，直接由電芯直接組成電池包，省去了很多外殼、結(jié)構(gòu)件、連接件的重量，從而提升了電池包的能量密度。比亞迪的刀片電池就是一種CTP電池，而小鵬P7的磷酸鐵鋰電池包也采用了寧德時代的CTP技術(shù)。
小鵬最新推出的磷酸鐵鋰版P7車型采用了寧德時代的CTP技術(shù)，有效提升了電池組的能量密度。
未來磷酸鐵鋰電池是否會完全取代三元鋰電池?我想這是不可能的。目前的磷酸鐵鋰電池可以滿足500km級別的續(xù)航需求，但是高端車型的續(xù)航里程將會達到800-1000km，只有高能量密度的三元鋰電池才能夠支持。三元鋰電池的安全問題比較難解決，但是并非不能解決，幾家電池大廠完全有能力生產(chǎn)出既安全又高能的三元鋰電池，只是成本會比較高。所以在未來幾年，中低端車型當中磷酸鐵鋰電池的比例會增加，高端車型主要還是會采用三元鋰電池。
對于普通消費者來說三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池應(yīng)該怎么選?我只能說它們都不是完美的選擇，但也都能讓你放心使用。我們不必對三元鋰電池的安全性過于擔(dān)心，大廠的電池質(zhì)量還是有保障的，電動汽車自燃的概率比燃油車還低;我們也不對磷酸鐵鋰電池的冬季續(xù)航感到焦慮，在我們的實測中，采用磷酸鐵鋰電池的比亞迪漢EV是表現(xiàn)最好的車型之一。在接下來幾年的市場上，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池將長期共存，這種共存的情況應(yīng)該會一直持續(xù)到固態(tài)電池、鋰硫電池等新技術(shù)發(fā)展成熟之后。
編輯點評：在規(guī)?；膽?yīng)用場景中，技術(shù)的先進性永遠不會是成敗的關(guān)鍵。在滿足使用需求的前提下，成本的高低才是決定性的因素。CTP技術(shù)/刀片電池技術(shù)有效提升了磷酸鐵鋰電池的能量密度，讓它有了與三元鋰電池一戰(zhàn)之力，也為消費者提供了更多的選擇。
