特斯拉采用的锂电池有哪些优势?安全吗?
来源:宝鄂实业
2019-07-15 10:53
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对于纯电动汽车(不考虑插电混动以及纯混,人家可以靠汽油开挂),我们最最纠结的是什么?里程焦虑,就是开不远,因为电池的能存储的能量密度太低,车用电池成组后现在一般也就 100~150Wh/kg 的能量密度,汽油的这个数值大概是 10000……所以哪怕你像乌龟一样背一车电池都不见得解决问题。大家天天吐槽电动汽车天天充电跑不远半路没电了怎么办,都是能量密度太低给害的。
现在电池技术的最大短板,就是能量密度太低,落后于摩尔定律无穷远……别扯那些锂空什么的,即使它们能量密度也不够高,关键是离实用还远……
所以至于为什么不采用磷酸铁锂电池,我想说,主要原因,应该是容量(Capacity 单位是 Ah),以及能量(Energy,即容量的 Ah 乘以电压,得到 Wh)偏低(磷酸铁锂容量比三元低一点,电压还低,只有 3.4V,所以乘出来的能量就更低了)。
实际的汽车用电池组都是串并联组合出来的,需要用串联来提高电压,此时,单节单池的电压以及不同电池之间的容量一致性显得非常重要,光说容量低是不严谨的。电池是新能源汽车最重要的核心部件,它的好坏往往决定着车辆的性能优劣。目前,随着电池供应商和车企的不断研发,新能源电池已经从最初的钴酸锂电池、镍氢电池发展到了现在大部分车企应用的磷酸铁锂电池和三元锂电池,电池的综合性能有了很大的提升。
但无论是哪种类型电池,以目前的技术来说都不能保证绝对安全。我们知道,一辆新能源汽车的电池部分并不是简单的一整块单体电池,而是由电池单体、电池组和电池包组成,单体电池为最基本的单位,若干个单体电池组装成电池组,若干个电池组再组装成电池包。选择这种方式,一方面是降低维护成本,另一方面也是从安全角度出发。
如果车辆使用的是一块体积较大的单体电池,就意味着有更多的电解液。当车辆发生碰撞时,单体电池不但电解液泄漏和着火的可能性更大,其燃烧的范围和程度也远远大于小块电池。所以,新能源车型都是选择多电池组的方式,以减少着火几率,降低危险。
从特斯拉Model X事故现场的照片也可看出,该车约有8000块电池,当车辆受到外力撞击时,约有三分之一的电池受损而燃烧,而不是全部都起火。
虽然,特斯拉凭借前卫的造型、新颖造车模式和充满了未来感的黑科技备受消费者青睐,但即便如此,也还是很难彻底突破电池这层技术壁垒。放眼整个新能源市场也是如此,虽然新能源汽车已经较为普遍,但正式面向市场不过四五年的时间,电池技术还不够成熟。尤其是安全性上,即便是最安全的磷酸铁锂电池,也很难防止车辆受到撞击而伤及电池。
为了最大程度确保驾乘人员的安全,除了继续研发更加安全的电池外,目前部分车企采用了外部保护和内部控制两种措施。首先要加强整个电池包的抗撞击能力;其次,车辆配置有电池管理系统,当检测到某个电池电压或温度异常,系统将立即切断整个回路,避免过充、短路等情况发生。就现在来说,比亚迪和特斯拉能够实现这种内部控制。
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谁是未来主流电池?
目前,磷酸铁锂电池和三元锂电池是应用最多的电池类型。在很多新能源车企早期阶段,选用的往往是磷酸铁锂电池,该电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这种类型的电池特点是不含贵重金属元素,比如钴等。在实际使用中,磷酸铁锂电池具有耐高温,安全稳定性强,价格便宜,循环性能更好的优势。目前,比亚迪前期车型和江淮汽车均采用磷酸铁锂电池。
三元(聚合物)锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池。相比磷酸铁锂电池,三元锂电池能量密度较高,体积比能量也更高,综合表现更为平均。随着电池产业的发展,三元锂电池的价格也来到了一个厂家能够接受的范围。
磷酸铁锂电池最大的优势是稳定性好、寿命长,但是能量密度较低,这也是很多车企转而选择三元锂电池的原因。据了解,比亚迪即将发布的秦EV450车型便由磷酸铁锂电池升级为三元锂电池。可以说,三元锂电池已经成为了越来越多车企的首选。
关于磷酸铁锂电池和三元锂电池这两种电池,一品汽车也采访了中国汽车工业咨询发展公司首席分析师贾新光。“目前来说,三元锂电池容量更高,而磷酸铁锂电池的安全性更好。但两者并不是完美无缺,都不适合未来的长远发展。