磷酸亚铁锂电池的劣势是什么?
1、虽然磷酸亚铁锂的原材料不含有稀有金属,理论上材料成本很便宜,由于磷酸亚铁锂制造工艺的特殊性,二价亚铁的不稳定性,造成磷酸亚铁锂材料制程的成本高,产品稳定性难控制,现在市场磷酸亚铁锂材料的市场价格已经超过镍钴锰三元材料。
2、价格上的劣势,动力电池的成本下降,国家和行业都讲了很多年,使用磷酸亚铁锂材料意味着在成本上难有质的突破。按照提供1千瓦时的能量,三元材料费用是237元,磷酸亚铁锂是340元。仅仅正极材料就贵了30%以上(按照现在的三元材料和磷酸亚铁锂的市场价格)。
3、磷酸亚铁锂的低能量密度和低温性能,这些特性也是材料本身无法克服的致命缺陷,需要对材料进行改性,这也不是国内所有生产磷酸亚铁锂的公司都具备的技术能力,这些特性限制了电动汽车的续航里程和低成本走进寻常百姓家的初衷。
关于镍钴锰三元材料电池用在商用车上安全性问题
1、系统安全:一款动力电池在汽车上要得到很好的应用,而且安全性不发生问题,首先得考虑整个电池系统的安全性,业内普遍都达成共识的“电池系统的安全性”:电池系统中单个电池发生安全性事故,整个电源系统仍然是安全有效的。现在的PACK技术已经具备这个能力,引爆多串并的镍钴锰三元18650电池组中的某个电池单体,整个电池包是不会受到影响。
2、热量管理,最好的热量管理方式是电池在充放电过程中发热小,这就要求电池的倍率性能和内阻要小,三元材料体系的电芯,在不极限追求能量密度的情况下,国内2.0-2.2Ah的18650技术已经非常成熟,在1C充放电过程中,电池的温升都可以控制在3℃以内,对正常运行的纯电动汽车0.3C左右的电流来说,发热更小,pack成组后电池系统的能量密度到达到140Wh/kg,远远高于磷酸亚铁锂体系。
3、循环寿命的问题,国内三元材料电芯品质上乘的18650-2.2Ah 电芯在0-100% SOC情况下循环保持率超过1000次,在电动车90%的SOC情况下循环寿命达到1500次以上,由于多并联成组后循环寿命不受影响。
市场情况与国际技术趋势
1、市场对动力电池选择的多样性
动力离子电池按照外形有圆柱型电池18650、26650、32650、20700等,还有软包装电池、方形钢壳电池。
国外动力电池以三元(镍钴锰、镍钴铝、锰酸锂)体系为主,国内由于对三元体系的安全性的担忧,一直奉行磷酸亚铁锂系列,直到特斯拉把NCA材料的18650电池用在跑车上国内才开始在车上使用三元体系的电池,并在2015年电动汽车上有较大的突破。
2、中国一直希望在电动汽车上实现弯道超车,追求更高的续航里程、更高的能量密度、更高的安全性、更低的价格,暂缓在商用车上使用三元材料动力锂离子电池,都与国家和行业的追求方向背道而驰。
3、2015年三元体系锂离子电池的电动汽车增长迅速,占据了纯电动车一半的市场。限制三元体系在商用电动车上的应用,无疑让中国动力电池技术发展受到影响,与日韩差距将逐渐加大。靠政府强制措施来引导的低能量密度、高成本、低可靠性、低温性能差的磷酸亚铁锂来主导我国的电动汽车引擎的发展方向,这样的政策引导能实现弯道超车吗?3-5年后我们凭什么能赶超日韩欧美?如果哪天奔驰的电动大巴车推出三元锂电池,续航里程又长,电池重量又轻,那时我们是不是才想到去追赶,为时已晚了。
4、从2015年第四季度开始,锂电池的原材料疯涨价和动力电池紧缺来看,限制三元在商用车上的使用无疑使磷酸铁锂材料和电池火爆空前,我们都很清楚,国内磷酸亚铁锂材料和磷酸亚铁锂电池的生产企业参差不齐,有些材料根本谈不上材料批次的稳定性,但是市场却是生产出来不管好坏都能应用到电动汽车上,如果政策上再加以限制,这种现象会更加严重,对中国电动汽车行业的发展是致命的打击。
5、纵观电动汽车市场的安全性问题,不管是着火爆炸,绝大部分都是我们认为安全性好的磷酸亚铁锂电池,不管大巴车还是小轿车,现在三元材料的电动车数量已经不少了,不要拿特例来把一个行业发展的好势头给浇灭。正极材料只是安全的一部分,锂离子电池的工艺和品质控制才是关键,如果一个毫无技术积累的厂家,上来就干动力电池这样有高技术要求的产品,是不可能做出一致性高的安全性好的产品,那不管你用磷酸亚铁锂还是三元,发生问题都不可避免。
综上所述,我国电动汽车发展任重道远,一项新兴产业的发展需要从业者从不同的方面积极参与,不管是纯电动还是混合动力、充电还是换电、大电池还是小电池18650组合、方形还是圆柱、磷酸亚铁锂还是三元锂电池,这些都应该是市场去检验,国家在起步阶段给予经济上的支持对促进行业发展是有帮助的。这种只允许A不允许B的方式只会导致行业畸形发展,我相信和我有同样观点的从业者应该不少,让我们一起呼吁:限制三元锂电池在商用电动车上的使用是不合适的,应该让市场去选择,让商用车厂去选择。作为动力电池的从业者一份子,希望行业能留给电池从业人员更多的空间,能潜心去研究电池的性能改善、设备能力、工艺制程能力、品质管控,把精力集中到提高动力电池的质量上来,为中国电动汽车发展做一些实事。