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三元锂离子电池正在主导未来的动力锂电池市场

钜大LARGE  |  点击量:141次  |  2021年11月26日  

摘要
一、低温放电性能更好我国幅员辽阔,气候复杂,从最北端的东北三省到最南端的海南诸岛温度变化非常丰富。以北京为例,作为电动汽车的主力市场,北京夏季最高温度在40℃左右,而冬季则基本保持在零下

一、低温放电性能更好


我国幅员辽阔,气候复杂,从最北端的东北三省到最南端的海南诸岛温度变化非常丰富。以北京为例,作为电动汽车的主力市场,北京夏季最高温度在40℃左右,而冬季则基本保持在零下16℃左右,甚至更低。这样的温度区间显然适合低温性能更佳的三元锂离子电池。而重视耐高温性能的磷酸铁锂离子电池在北京的冬季会显得有些乏力。


“相对25℃容量”是指不同温度条件下放电容量与25℃时放电容量的比值。该数值能够准确反映出电池在不同温度条件下续航的衰减,越接近100%,电池表现越好。


从上图中能够看出,以25℃为基准常温,两类电池在55℃高温下放电与常温25℃下放电,放电容量几乎没有差别。但在零下20℃时,三元锂离子电池与磷酸铁锂离子电池相比有比较明显的优势。


二、能量密度更高


根据国内三元材料18650圆柱电池龙头公司——比克电池供应的资料,其18650电池的能量密度已经达到了232Wh/kg,后续将会进一步提高至293Wh/kg。而相比之下,目前国内主流的磷酸铁锂离子电池能量密度也仅达到150Wh/kg左右,据国内电池行业专家剖析,未来几年之内,磷酸铁锂离子电池的能量密度能够达到300Wh/kg的希望非常渺茫。


不同于体积庞大的电动巴士,有关家用电动汽车来说,空间永远是第一位的。能量密度较低的磷酸铁锂离子电池将会占据原本就不多的汽车空间,并且由于更重的质量,在使用时的放电续航也会受到比较大的影响。相对而言能量密度较高的三元锂离子电池在解决重量问题的同时也为家庭用车节省出了空间。


三、充电效率更高


除了续航之外,充电也是电动汽车在实际使用中的重要环节,而三元锂离子电池在充电效率方面较磷酸铁锂离子电池有着非常大的优势。


目前市面上较为常见的充电方式为恒流恒压式充电。一般在充电开始时先采用恒流充电,此时的电流较大,充电效率相对更高。而在电压达到一定数值之后,降低电流改为恒压充电,这样可以让电池充的比较满一些。在这个过程中,恒流充电容量与电池总容量的比值,称为恒流比。它是衡量一组电池在充电过程中充电效率的关键数值。通常百分比越大说明在恒流阶段充入的电量越高,也就证明该电池的充电效率更高。


从表中可以看出,三元锂离子电池与磷酸铁锂离子电池在10C以下充电时,恒流比无明显差距,10C以上倍率充电时,磷酸铁锂离子电池恒流比例迅速降低,充电效率迅速降低。


四、循环寿命可以放心


有关家庭用车来说,三元材料和磷酸铁锂动力锂离子电池的额定循环寿命都远远超过了实际用户的使用习惯,因此在使用寿命上可以完全放心。以比克电池目前的高容量18650电池为例,在充放电循环1000次之后,电池容量依然能够保持在最初的90%以上。由于笔者本身也是电动汽车车主,全年仅有冬季最冷的1个多月,频繁开暖风的时候才能达到2天一充电,其余时间基本3-4天一充。假设全年平均3天一充电来计算,使用1年要充大约6次电,循环寿命1000次使用完毕大约要8年时间,这也基本超过了目前我国消费者平均的换车周期。


五、足够安全的材料和工艺


传统内燃机汽车中危害最大的部分是蕴含巨大能量的燃料,像汽油这样燃点低易爆炸的液态燃料一旦泄露就非常容易造成极大的安全隐患。而新能源汽车的动力锂离子电池,经过完善的电池管理系统(BMS)监控,每一颗电池都能得到最准确的控制,预防事故的出现。


以比克18650电池产品为例。在单体电芯工艺上,比克选择在正负极分别配置保护添加剂和反应性添加剂,阻止电解液分解导致的安全问题。同时添加陶瓷隔膜和负极陶瓷涂层等安全防护手段,从根源控制事故的出现。此外,比克小型圆柱18650电池成组模式,每颗电池之间都保持足够的安全距离,确保单颗电池的事故不会对其他电池造成影响。


三元锂离子电池正在主导未来的动力锂离子电池市场


在电动汽车领域,美国的特斯拉一直是国内诸多车企的标杆。而谈到传统车企研发新能源汽车的实力,宝马i3的推出也成为了教科书般的典范。有趣的是,这两款车都选择了三元锂离子电池作为动力锂离子电池。反观国内市场,像江淮、比亚迪、北汽等不少汽车厂商也开始将旗下原本使用磷酸铁锂离子电池的车型换装三元锂离子电池。


还是那句话:技术不分好坏,只有适合或者不适合。国内外车企有关电池类型选择的“不谋而合”也绝对不是巧合。相信在不久的将来,电动汽车的电池市场将会重新洗牌,三元锂离子电池凭借其耐低温、高能量密度、高充电效率、不错的循环寿命以及更强的安全性等特性,也会在新的市场中站稳脚跟。



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