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从锂电池分类,你能了解动力电池主流技术吗?

来源:宝鄂实业    2019-03-20 10:10    点击量:
新能源汽车的动力电池可以分为二次电池(包括铅酸电池,镍镉电池,镍氢电池,锂电池)和燃料电池。
 
本期我们继续将其细化,从锂电池的分类入手,解析目前市场上动力电池的主流技术路线。
 
 
首先纠正一个概念,锂电池按照正负极使用的材料不同,通常分两大类 :
 
锂金属电池,也就是使用二氧化锰为正极材料,金属锂或其合金金属为负极材料的电池;锂离子电池,使用锂合金金属氧化物为正极材料,石墨为负极材料电池。
 
锂金属电池其性质不够稳定而且不能充电,所以不属于二次电池。对于新能源汽车来讲,我们平时说的锂电池,就是指锂离子电池。
 
锂离子电池主要由正极(含锂化合物),负极(碳素材料),电解液,隔膜四个部分组成:
 
电池充电时,正极上锂原子电离成锂离子和电子(脱嵌),锂离子经过电解液运动到负极,得到电子,被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中(插入);
 
电池放电时,嵌在负极碳层中的锂原子,失去电子(脱插)成为锂离子,通过电解液,又运动回正极(嵌入);
 
锂电池的充放电过程,也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程,同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多,充放电容量就越高。
 
 
 
基于上表,我们来理一理不同类型锂电池在市场的应用情况。
 
先说说钴酸锂,作为锂电池的鼻祖,当然也可能是作为动力电池先试试水,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循环寿命和安全性都较低,事实证明其并不适用作为动力电池。为了弥补这个缺点,特斯拉运用了号称世界上最顶尖的电池管理系统来保证电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域的市场份额很大。
 
第二是锰酸锂电池,主要最先由电池企业AESC提出,这个AESC来头可不小,是日产和日本电气股份有限公司(NEC)的合资。锰酸锂代表车型是为日产聆风,由于其价格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所谓的较好综合性能。所谓成也萧何败也萧何,也是正因为这种不温不火的特性,其逐步被新的技术所替代。
 
接着是磷酸铁锂,作为比亚迪的主打,其稳定好,寿命长,且具有成本优势,特别适用于需要经常充放电的插电式混合动力汽车,但其缺点是能量密度一般。
 
最后是三元锂电池,作为冉冉升起的新星,能量密度可达最高,但安全性相对较差。对于续航里程有要求的纯电动汽车,其前景更广,是目前动力电池主流方向。
 
下图是今年7月特斯拉发布的MODEL 3,采用松下的21700型的三元(NCA)圆柱形的电池。
 
 
其电池续航能力是车主最关心的问题,它不仅决定了新能源车的价格,也能直接影响购车意愿。
 
 
所以,一些新能源车企在续航能力指标上动起了歪脑筋,企图用“虚标”续航里程的问题来提升产品的竞争力。
 
目前,我国新能源汽车在环保、油耗、充电桩方面都沿用了欧洲的NEDC标准,然而在续航问题上却选择了只测市区低速循环和60公里/时等速续航,测试只跑市区,连市郊高速都免了,成功地规避了高速行驶风阻大、电动机转速高能耗大,会导致续航数字变低的问题。
 
 
一些车企于是给了大众一个“完美”的答案:电动汽车跑市区多,跑高速少。
 
合着买电动车该干什么,能干什么,都给我们想好了:少跑郊区,就不会有续航问题,现在已经是8102年了,这避重就轻的把戏还能玩转多久?
 
2 不可逆的电池衰减
 
 
买了新手机,开黑吃鸡连续十几把都没问题,用了两年,无论你是安卓粉还是信仰苹果系统,你都得乖乖地边充电边玩游戏。
 
所以,电池衰减是大家普遍知道的一个问题,且电池衰减目前看来是一项不可逆的事情。
 
 
那安装电池的电动车解决好电池衰减问题了吗?
 
答案是否定的,不少车企给出的最大让步是,在购车3年内或行驶8万公里以内可以更换电池。不少车主反应,电池更换的需求完美错过了这些条件,不知道是不是又被安排上了。
 
 
为了延缓电池衰减,市面上出现了大量新能源充电攻略,比如新买来的车要确保电池充满100%但电流一定要是0,或者充电最好选慢充,快充最伤害电池等五花八门的建议。
 
这外表看起来坚毅无比的新能源车,内里原来是个需要小心呵护、时时关照的小baby,这哪是买车,这是请了个祖宗回家。
 
3 买得起车,换不起电池
 
 
电动车在政府补贴下,比传统汽车便宜不少,这是让很多车主心动的地方,可生娃容易养娃难的事同样适用于新能源车。
 
 
央视315就曾报道过某车主买了一辆补贴后只有6.5万的新能源车,车辆泡水后,更换电池却需要7万元,比新车还贵,是换还是不换?
 
近两年,同样的事情屡见报端,可见电池比车贵不是个例。
 
解读君有个土豪朋友就吐槽了他的亲身经历:除了电池贵,充电桩花费也不小,为图新鲜,购买了百万特斯拉纯电动车,为了安装充电桩,各种花钱、电力公司施工费、充电桩购买费……传统汽车车主心疼偶尔上涨的块八毛油费,新能源车一步到位,一下子收齐,高明!
 
 
 
跟着解读君这么一看,续航夸大、电池衰减、更换电池费用高,这三个普遍存在于新能源汽车的问题,确实是它的阿喀琉斯之踵。
 
问题一天不解决,新能源汽车全面代替传统燃油车的论调就无法成立。
 
新能源汽车像围城 ,城内的人彻夜狂欢,满嘴融资、环保与未来,城外的人隔岸观望,想的都是续航、电池和价格。
 
和婚姻的围城不一样,新能源城内的人想出来,但只有外面的人进去了,他们才能出来,而城外的大部分人此时此刻还不想进去。实,动力电池市场上,存在着中日韩三国巨头的技术路线之争,它们都在招兵买马,拓展疆土,抢夺山头,上演着所谓的“三国演义”。我们下期文章将会重点介绍,敬请期待。