新能源汽车都用的三元锂离子电池到底是为什么?
来源:宝鄂实业
2019-03-26 15:44
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近年来,随着人们对于环境的重视和政策的大力支持,新能源汽车成为了各大厂商的新宠,市场热度持续升温。与此同时,消费者对新能源汽车各方面的关注度也在逐渐加深。特别是新能源汽车的续航能力与电池,成了有购买意向的人们最关注的部分。
我们知道,电池是评判一辆新能源汽车好坏的关键点之一。而现在普遍被新能源纯电动汽车所采用的电池,就是三元锂离子电池。那么三元锂离子电池到底是什么呢?
三元锂离子电池其全称为“正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池”,其能量密度比磷酸铁锂电池更大(能够达到200Wh/kg)、电压也更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子跑的距离也就更远,速度也能更快。考虑到轿车具有空间有限、电池用量小等特点,选用高比能量与高比功率三元锂离子电池也更为合适。
由于三元正极材料在电池比能量、比功率、大倍率充电、低温性能等方面有优势,三元锂离子电池在循环性能方面也会更好。另外,从适应政策的角度来看,因为未来对能量密度的要求会更高,所以三元锂离子电池的潜力也将得到更大的发挥。再加上目前三元锂离子电池正在不断加强的电池管理技术,它的安全性能自然也是很有保障的。
如果你了解新能源汽车行业,那么你可能会知道,三元锂离子电池目前也是很多大牌车企的选择。如常见的北汽新能源、比亚迪、特斯拉、力帆汽车等知名车企,选用的都是这种电池。通过这些品牌的选择,相信大家也能看出三元锂离子电池的出色之处了。
而从实际运用上,大家或许可以更直观的感受到三元锂离子电池的效能。以力帆650EV为例,它所搭载的三元高能锂电池,能量密度高达144wh/kg,电池总容量为43.1Kwh,综合工况续航里程可达400公里,等速续航里程可达460公里。并且,在快充模式下,力帆650EV只需充电35分钟,电量即可达到80%;在慢充模式下,也只需充电7.5小时,电量即可达到80%。可以看出,它的充电速度也是非常之快的。再配合力帆650EV搭载的成熟的三电系统配套和高效的电池恒温系统,也就更能保证它在各种复杂气候环境下的续航里程和充电效率了。
通过了解三元锂离子电池在力帆650EV中的实际运用,我们也可以发现三元锂离子电池在电能容量和循环性能方面具备的优势。自然,这也证明了选择这种电池的力帆650EV在质量上的追求和续航方面的出色之处。
通过以上的介绍,相信各位也明白三元锂离子电池到底是什么,以及有怎样的特点了。
不可否认,随着新能源汽车财政补贴大幅退坡,整车企业在部分车型上换装磷酸铁锂电池,正是为应对补贴退坡带来的成本压力。动力电池作为新能源汽车的核心部件,占新能源汽车成本的40%左右。据电池中国网了解,2018年国内三元电池电芯的主流价格在1.2元/Wh左右,PACK成本在0.2元附近。在这样的电芯价格下,假设一款A级纯电动车的电池容量为50kWh,其整个电池包的价格就会在7万元附近。而对于售价在10万元以下的A0级车,三元锂电池在其成本构成中占比可能更高,如果仅盲目追求高能量密度和高续航里程,那么车企可能要做亏本买卖。
磷酸铁锂电池因没有镍、钴等贵金属,其成本目前在0.6元-0.9元/Wh,且相对稳定。磷酸铁锂较低的成本使得整车企业在新能源汽车财政补贴大幅退坡环境下仍有利可图。同时,就目前国内新能源乘用车消费市场来看,A0级以下的乘用车对价格敏感度更高,也更追求高性价比,磷酸铁锂在该领域的应用仍有很大优势。在新能源汽车逐渐市场化的情况下,磷酸铁锂电池的成本优势将成为其与三元电池竞争最有利的武器。
突破能量密度瓶颈 应用领域得以扩增
实际上,北汽新能源、江淮汽车等车企的部分乘用车弃用三元电池,而改用磷酸铁锂电池,既因为磷酸铁锂电池有着明显的成本优势,可以缓解新能源车企补贴退坡带来的成本压力因素,也得益于近两年国内企业在磷酸铁锂技术上的提升。
北汽新能源副总经理张青平在接受媒体采访时表示,随着近年来电池包开发技术的提升,磷酸铁锂在能量密度方面也取得提升,可以满足目前国家的技术门槛要求以及消费者对日常出行的需要。
因磷酸铁锂在成本、安全和循环性能上的优势,国内不少动力电池企业并没有放弃这一技术路线,而是加大技术研发力度,不断突破磷酸铁锂能量密度“瓶颈”。如国轩高科2018年就已经量产单体能量密度在180Wh/kg的磷酸铁锂电池,性能与三元523接近。2019年国轩高科计划将量产能量密度在190Wh/kg的磷酸铁锂电池,可配套续航里程超过400公里的车型。同时,公司还计划今年将磷酸铁锂单体电芯能量密度最高提升至200Wh/kg附近。值得一提的是,前文提到今年将上市的江淮iEV7L,其电芯能量密度已达到190Wh/kg。
伴随着磷酸铁锂电池在能量密度上的突破,其安全、循环性能等优势也得以更好地发挥,也为其开拓了更多的应用场景。“出租车、网约车更加强调电池的充放电循环次数,对电池有60万公里乃至80万公里的寿命需求。这样超长的质保里程,当下的三元电池还无法做到,而磷酸铁锂是可以做到的。而且,磷酸铁锂电池安全性又比三元电池要高很多。”江淮汽车总经理项兴初认为,磷酸铁锂在乘用车市场的存在很有必要。
值得关注的是,今年2月19日,国家工信部公示的第317批《道路机动车辆生产企业及产品公告》新产品中,配套磷酸铁锂电池的有61款车型,占比达60.4%。从车辆类型来看,乘用车仍以三元电池为主,但客车和专用车基本以磷酸铁锂电池为主。
国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金合伙人兼总裁方建华在接受媒体采访时表示,A0级以下的乘用车和电动物流车对价格比较敏感,磷酸铁锂电池正好能满足其需求;中高端乘用车更注重性能,三元电池在这方面有优势。随着补贴退坡,真正市场化以后,磷酸铁锂的低成本、长寿命、高安全性等优势在乘用车、物流车领域就会被重视起来,加上磷酸铁锂在客车市场的主导地位,以及后期磷酸铁锂电池在储能市场的应用,未来磷酸铁锂市场应用空间也许会更为广阔。