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电池知识

磷酸铁锂与三元锂电池,究竟孰优孰劣?哪种电池续航里程更远、寿命更长、更加安全?

来源:宝鄂实业    2019-05-31 22:11    点击量:

 “目前锂电正极材料行业已经分化,低端产品竞争比较激烈,高端的钴酸锂和三元还是进口为主,按照现在新能源车的产销增速,国内目前高端正极材料的产能还远远不能满足。如果以2017年作为一个分水岭,之后正极材料企业比的不仅是产能,更是一场技术水平、研发能力的较量。”行业人士表示。
 

  当升科技表示,正极材料行业未来集中度将会进一步提升。未来只有真正掌握技术能力、管理能力、资金能力、把握上游资源能力这四方面能力的企业才能胜出。
 

  也有部分企业在激烈竞争中出现颓势。科利达、星源材质、成飞集成等就预计2017年业绩下滑。其中,成飞集成预计公司2017年净利润亏损6200万元至1.02亿元,公司称,由于国家新能源汽车补贴大幅退坡,整车厂将补贴降低的压力转嫁给动力电池生产企业,持续压价,导致公司2017年第四季度锂电池售价下跌幅度超出预期;此外,因采购成本降幅不及预期、锂电池产品价格下降幅度超出预期,公司亏损金额有所加大。
 

  天能集团技术中心总监侯国友表示,整个锂电行业目前压力大很大,一方面成本下不来,另一方面目前电池回收的负担全都压给电池的生产企业,现在整车厂跟电池厂签了生产责任制延伸制度,当电池寿命结束时,生产企业要负责回收。
 

  同样是多面受压,星源材质预计2017年净利润将同比下滑26.01%至32.44%。星源材质表示,业绩下滑主要是受2017 年新能源汽车补贴标准退坡和补贴标准从严、各地方补贴政策未及时落地等政策性因素的影响,下游客户电池厂家对电池隔膜产品的需求有所减缓。
 

  科达利表示,受新能源汽车补贴标准退坡、补贴标准预期从严等政策性因素的影响,四季度下游客户厂商以去库存为主,对产品的需求减少,同时2017 年下半年原材料市场价格有所上涨,致使四季度净利润水平不如预期,因此公司预计去年全年净利润同比下滑22.64%至29.08%。
 

  “从短期看,补贴退坡可能会使部分企业利润受到影响,但从长远看,补贴的逐步退坡可以倒逼一些企业去追求技术进步、降低成本、提升性能,更有助于整个行业的长期发展。”某电池厂商内部人士对记者表示。       众所周知,新能源汽车最核心的技术是“三电”,即电池、电控、电机。作为电动汽车三大核心部件之一,电池担负着电动汽车续航里程的重任,而磷酸铁锂和三元锂电池是我国动力电池的主流选择。在2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用车中,采用最多的是三元锂,共有221款,采用磷酸铁锂的仅有33款。


  自去年伊始,一直使用磷酸铁锂电池的比亚迪一反常态接连推出宋EV300、秦80以及唐100等多款匹配三元锂电池车型;今年10月,比亚迪官方宣称未来除公共交通领域继续使用磷酸铁锂电池外,公司所有PHEV乘用车都使用三元锂电池;明年E5、E6、秦EV等纯电动车也要切换三元锂电池。那么,磷酸铁锂与三元锂电池,究竟孰优孰劣?其实,消费者所关心的问题无外乎是:哪种电池续航里程更远、寿命更长、更加安全。下面就这几个问题来逐一剖析。

 

 



  能量密度(续航里程)对比

  相对于磷酸铁锂电池能量密度,三元锂电池的能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子能跑得更远。此外,更高的能量密度能释放更多的车身空间,这对于家庭用户来说是一个加分项。

  目前国内大量上线三元锂电池产线还与补贴政策息息相关。根据流传的新能源乘用车补贴调整方案显示,2018年电池系统能量密度必须达到140Wh/kg才可享受1.1倍补贴,而低能量密度(105-120Wh/kg)补贴调整系数下降为0.5,高档补贴和低档补贴差距进一步拉大,而车企无疑将更追捧前者。磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90-120Wh/kg之间,而三元锂电池单体能量密度可以达到200Wh/kg左右。作为全球车用锂电池的领军企业,宁德时代规划在2020年以前研发出能量密度在300-350Wh/kg的三元锂电池,届时续航里程将有质的飞跃。相反的,磷酸铁锂电池在能量密度的研发上已经进入瓶颈,这也直接导致了部分车企对磷酸铁锂电池的放弃。

  充电效率对比

  三元锂在充电效率方面较磷酸铁锂有着明显优势。三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时,恒流比无明显差距,10C以上倍率充电时,磷酸铁锂电池恒流比例迅速降低,充电效率迅速降低。对于新能源汽车而言,更高效的充电时长能显著提升用车体验,毕竟苦等爱车充满才能上路是一件颇为无奈的事。

  使用寿命对比

  就使用寿命来说,磷酸铁锂在循环使用率上较三元锂有所优势,不过对于一般家庭来说,二者的额定循环寿命都远远超过了实际使用情况。此外,磷酸铁锂电池的低温性能衰减是其一大缺陷。研究表明,一块容量为3500mAh电池,如果在-10℃的环境中工作,经过不到100次充放电循环,电量将急剧衰减至500mAh。而作为纯电动汽车的主要市场,北京冬季温度经常处于零下16℃左右,这对车主用车会造成很大的困扰。

  安全性对比

  就材料体系而言,这两种电池都会在到达一定温度时发生分解,磷酸铁锂电池的分解温度要高于三元锂电池,但这并不能判定三元锂电池的安全性就差,毕竟动力电池系统的安全性设计还能通过动力连接结构、热管理设计、电池管理系统等多个方面系统进行提升,将安全措施设计的更加完善与科学,就能让电池工作在安全状态下。例如吉利新能源旗下电动车配置的ITCS电池温度管理系统,就能在38度时开启冷却,确保电池运作在安全温度区间。

 通过以上分析,不难发现,虽然磷酸铁锂电池在耐高温和循环使用寿命上略胜一筹,但三元锂电池在能量密度、续航里程、低温性能以及充电效率等方面优势明显,并表现出更大的开发可能性。