中国汽车三元锂电池(三元锂电池 汽车)

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宁德时代比亚迪隔空斗法背后:三元锂真要玩完了?

电动 汽车 上普遍搭载的三元锂电池,要被淘汰了?

5月12日,工信部连发三道加急文书,颁布了一系列电动 汽车 强制标准,其中就包括一条“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”。

这一条规定对目前使用最广泛的三元锂电池来说,可谓是重大打击。

从此前发生的一些自燃事件来看,车用三元锂电池在发生热失控后,很快就燃起大火,并不符合上述5分钟不起火的规定。

三元锂电池正极材料中镍元素的含量进行提升能够使大大提升电池的能量密度,这也可以为电动车带来更长的续航里程,但镍元素提升之后,电池更容易出现热失控。

与磷酸铁电池相比,在特殊发生热失控后(比如针刺实验),三元锂电池内部的材料会发生分解,并随着发生爆炸。而磷酸铁电池则能保持稳定。

政策之外,三元锂电池还面临竞争对手——磷酸铁电池的新一轮打击。

比亚迪推出的刀片电池,用新的封装方式,大幅提升了能量密度补上了自己的短板,再加上自身拥有更好的安全性和成本优势,迅速崛起。

比亚迪的旗舰电动车——汉,就搭载了刀片电池上市。而特斯拉,也为国产Model 3换上了磷酸铁电池。

新标准和新产品的出现,引起了业内的激烈争论。三元锂电池和磷酸铁电池各自的代表,宁德时代和比亚迪就为这事儿隔空“吵了起来。”

比亚迪在刀片电池发布会上放出针刺实验的结果后,巨头宁德时代表示,电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人把通过滥用测试等同于电池安全。

但随后,比亚迪则强硬回复称“不服?那也来扎一下吧!”。

那么三元锂电池到底能不够通过这个标准?三元锂和磷酸铁到底有何技术差异?三元锂电池是不是真的要被淘汰了呢?从业内专家的评论和各大企业的实际做法来看,其实已经有了答案。

近两个月来已经发生多起电动 汽车 着火的事故,为此,5月12日,工信部连发三道加急文书,颁布了一系列电动 汽车 强制标准,其中就包括一条“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”。

▲工信部颁布了一系列电动 汽车 强制标准

这条强制标准也被认为是针对三元锂电池的,从之前发生的自燃现象来看,多款搭载了三元锂电池的电动车从自燃到着火也就在几十秒内。

比亚迪作为资深的磷酸铁锂电池玩家,在磷酸铁锂电池方面有了比较深的研究,3月份曾发布了刀片电池。在发布会现场,比亚迪副董事长何龙表示:“几乎所有你能想到的电动 汽车 品牌都在和我们探讨合作。”

比亚迪总裁王传福在刀片电池的发布上表示,在国内的新能源乘用车领域,多个企业间存在续航攀比的现象,而提升续航的主要方法就是提升动力电池的能量密度,这就导致了电池行业的发展跑偏了。

车企普遍选择了能量密度更高的三元锂电池,并且还在持续增加电池的能量密度,这就导致了电动 汽车 的自燃事频频发生。

随后比亚迪还放了刀片电池和三元锂电池在针刺实验下的不同结果,结果显示,三元锂电池在针刺实验下很快就爆炸了,表面温度超过500摄氏度。

这也被外界视为比亚迪向宁德时代发起的挑战,之后宁德时代的董事长曾毓群亲自回应称:“电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人把通过滥用测试等同于电池安全。”

之后,比亚迪销售副总经理李云飞在微博上发文称:“不服?那也来扎一下吧!”,这一回应算是将两者之间的暗战提升到了明战的状态。

▲比亚迪销售副总经理李云飞微博回应

5月22日,宁德时代发布了一则视频,视频显示,在进行针刺实验时,钢针并没有穿过电池包,而且还被电池外包装的钢板折断了。

但视频发出后,也引起了部分网友的不满,有网友认为,针刺实验的本质是为了模拟电池短路,而不是刺进或刺不进,还有人称宁德时代掌握了电池外壳的核心技术。

▲网友对宁德时代视频的调侃

既然目的没达到,5月23日晚上,宁德时代又放出了一则视频,视频中,宁德时代的5系和8系三元锂电池都成功通过了针刺测试,这两款电池在针刺和静止1小时后,电池未出现剧烈的升温和爆炸现象。

在视频的最后,宁德时代表示:“宁德时代早在2017年就已经掌握了三元电芯通过针刺测验的技术,但是为什么没有推广?通过针刺测验=电池安全吗?”

目前,李云飞又回应称未发生短路的话针刺测试就已经失败了,而宁德时代方面还有消息传出说要放出第三则视频,国内动力电池行业的两个巨头之间的争论还将继续。

但搭载了三元锂电池的电动 汽车 屡屡发生自燃,磷酸铁锂电池和政策的一步步打压也都让三元锂电池处在风口浪尖,那么为什么会出现这样的情况呢?

要想搞明白三元锂电池现在处境的原因,还需要从三元锂电池的自身来说起。

安全性不强是目前三元锂电池最显著的问题,由于NCM电池的用户比较多,我们主要来看一下这种电池,根据镍与钴、锰元素比例的不同,NCM电池又可以分为两类,一类是镍锰等量型,另一类是镍锰不等量型。

如NCM424和NCM111就是典型的镍锰等量型电池,但随着车企对电动车续航能力要求的提升,三元锂电池的能量密度不断推高,高镍路线也不断明确。

所以以NCM523、NCM622和NCM811为代表的高镍型三元锂电池是目前电池厂的主流路线。由于提升镍元素可以让电池具备更高的容量,所以现在电池厂都已经在生产容量最高的NCM811电池了。

▲宁德时代动力电池

而在8系三元锂电池之后,镍元素含量超过90%的9系三元锂电池正在蓄势待发。据高工锂电报道,知名锂电材料供应商格林美目前已经完成了镍元素摩尔比例分别达到90%、92%、95%的Ni90、Ni92、Ni95等三元前驱体材料的研发与量产。

但凡事都有正反两面,随着能量密度的不断提升,电池的安全隐患也在与日俱增。

有研究表明,随着三元锂电池正极材料中镍元素的富集,电池的容量保持能力与热稳定性出现了下滑。

当NCM三元锂电池正极的镍含量超过60%,NCA三元锂电池正极的镍含量超过80%,在经过一定次数的循环后,电池正极材料中的微裂纹显著增加,电极阻抗增大,正极开始向电芯中析出大量的氧气。而且在电池温度达到250摄氏度~350摄氏度时,三元锂电池内部的化学成分就会发生分解。

这一现象会造成两个后果,一是由于微裂纹增加,电池的寿命会受到影响;二是由于氧气的出现容易导致电池热失控的产生,而热失控则会引发电池起火爆炸。

而磷酸铁锂电池则是采用了磷酸铁锂作为电池的正极材料,磷酸铁锂晶体中的P-O键难以分解,就算是在非常高的温度或者过充的时候也不会结构崩坏,当电池的温度处在500摄氏度~600摄氏度的高温时,其内部的化学成分才开始分解。

正是这一特性才使得磷酸铁锂电池的使用寿命会更长,而就算发生了热失控的现象,磷酸铁锂电池也不会像三元锂电池那般容易着火。

▲比亚迪刀片电池和其他电池的针刺测试结果对比

即使发生了着火现象,磷酸铁锂电池也更容易处理,磷酸铁锂电池的燃烧需要外部提供氧气,一旦切断了氧气,火就可以熄灭,所以常规的灭火方法都可以灭火。

而三元锂电池着火后,电池内部还会持续发热,用普通的干粉灭火器能将明火灭掉,但并不能降低内部温度,可能会导致二次燃烧,因而只能用水持续降温灭火,这也会增加灭火的难度。

此外,三元锂电池的成本居高不下也是一个缺点。三元锂电池就是正极材料中采用了镍钴锰或镍钴铝等金属元素的电池,目前国内用的比较多的是镍钴锰(即NCM)电池,而特斯拉采用的则是镍钴铝(即NCA)电池。

▲Model 3

但无论是NCM电池还是NCA电池,都脱不开对钴元素的使用,钴是一种稀缺金属,产量少且分布不均,美国地质勘探局数据显示,全球陆地钴资源的储量约为700万吨,其中刚果(金)的储量占比为52%、澳大利亚储量占比为17%,古巴的储量占比为7%,其他国家的储量则非常低。

正是对钴金属的需求才导致三元锂电池的成本居高不下,据公开资料显示,目前三元锂电池的度电成成本在1000元左右,而磷酸铁锂电池的度电成本可以控制在600元内。

综合来看,三元锂电池的优缺点都很明显,较高的能量密度能够为电动 汽车 提供更长的续航里程,但安全性差也是悬在空中的一把利剑,对于 汽车 来说,安全性又是重中之重,因而三元锂电池受到打压就不奇怪了。

虽然三元锂电池存在安全问题,但是因为其能量密度高,很多车企仍然选择这种电池,但比亚迪的刀片电池基本上解决了能量密度的问题,又拥有更高的安全性,使得磷酸铁锂的市场占有情况也发生了一些变化。

目前,国内的磷酸铁锂电池的装机量开始上升,甚至特斯拉、比亚迪的王牌车型,也开始从三元锂电池换装为磷酸铁锂电池了。

今年3月29日,比亚迪正式发布了刀片电池,并且还表示这款电池将会首先搭载到比亚迪汉上,在采用了刀片电池后,比亚迪汉的NEDC续航里程将超过600公里。

而在2015年,比亚迪推出的宋DM车上也采用了三元锂电池,2017年推出的秦EV和e5车型也采用了三元锂电池,这说明比亚迪也曾在技术路线上进行过纠结。

而现在,比亚迪汉EV、比亚迪宋Plus等旗舰车型都将采用刀片电池,这也可以看出比亚迪坚定了继续走磷酸铁锂电池的道路。

▲比亚迪汉EV

在刀片电池的发布会现场,比亚迪副总裁何龙表示:“几乎你能想到的所有 汽车 品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”

除了比亚迪,全球第一大的电动 汽车 生产商也将要采用磷酸铁锂电池了。

5月22日,工信部发布了第333批《道路机动车辆生产企业及产品》,其中再次出现了特斯拉Model 3,从申报的信息来看,这款Model 3的电池换成了磷酸铁锂电池。

▲国产Model 3采用了磷酸铁锂电池

据了解,特斯拉的磷酸铁锂电池将会由宁德时代提供,有媒体报道称宁德时代的磷酸铁锂模组度电成本已经降到了500元以内,电池组的成本将会在600元以下。而此前特斯拉所用的高镍三元锂电池度电成本在1000元左右。这样一来,国产Model 3的价格有望进一步下降。

目前,特斯拉的全球销量已经超过了100万辆,而比亚迪电动 汽车 的全球销量也快接近100万辆了,这两家企业是世界上最大的两个电动 汽车 生产商,他们都采用了磷酸铁锂电池,这对于其他车企的影响将会是巨大的,在未来可能会有更多的车企选择磷酸铁锂电池。

正是由于这些原因的影响,目前磷酸铁锂电池的装机量也在稳步提升。中国 汽车 动力电池产业创新联盟公布的数据显示,2020年4月份,国内三元电池装机量约2.6GWh,占比为73.2%,环比增长17.8%。磷酸铁锂电池的装机量为0.9GWh,占比25.8%,环比增长74.1%

虽然目前磷酸铁锂电池的销量提升主要跟商用车产销的增长分不开,但随着国产Model 3、比亚迪汉逐步搭载磷酸铁锂电池,可能将会有更多的车企采用磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池的市场份额也会进一步提升。

看到这里,你可能会问,按这么说三元锂电池是不是就没有希望了,未来终将是磷酸铁锂的天下了吗?

但事实并非如此,很多电池企业已经认识到了三元锂电池存在的问题了,并且已经在积极的寻求解决方法,宁德时代通过加固电池外壳也能应对针刺实验,并且还展示了其三元锂电池通过针刺实验的视频。

不过,目前三元锂电池的发展也确实到了瓶颈,还需要更多的技术突破才能持续发展,而LG化学、蜂巢能源和三星都已经在研究新的技术了。

在今年3月4日通用的“EV week”活动上,通用与它的合作伙伴LG化学一同推出一款新的电池产品Ultium。

▲通用新电池Pack

这款产品的核心并不是被外界吹得神乎其神的电池包技术,其关键在于,Ultium电池的电芯将会使用LG化学最新研发的NCMA四元锂电池。

这款电池的技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态。

在这一转变过程中,原本NCM三元体系的Li[Ni-Co-Mn]O2正极材料体系变成了Li[Ni-Co-Mn-Al]O2(正极材料的化学构成发生了改变)。

过渡金属铝元素的加入所形成的Al-O化学键强度远大于Ni(Co,Mn)-O化学键,从化学性质上增强了正极的稳定性,进而使得NCMA四元电池H2—H3不可逆相变的电压在经过多次循环后仍然保持稳定状态,且Li元素在正极的脱嵌过程中不易释放氧元素,减少了过渡金属的溶解,提升了晶体结构的稳定性。

而稳定的晶体结构则减少了充放电循环过程中,正极材料微裂纹的形成,正极阻抗的上升速度得到抑制。

与此同时,有研究表明,NCMA的正极材料放热峰值反应温度为205摄氏度,高于NCA正极材料的202摄氏度与NCM正极材料的200摄氏度,这意味着NCMA正极材料的热稳定性更加优秀。

▲通用与LG合作的电池

值得注意的是,NCMA四元正极材料中,成本最为昂贵的钴元素,含量从NCA/NCM 622中的20%下降至5%,成本进一步降低。按照LG与通用公布的数字,NCMA四元电池的量产成本为100美元(约合人民币694元),而此前,LG化学NCM 622的量产成本约为148美元(约合人民币1027元)。

高能量密度、高稳定性、低成本,原本在NCA/NCM三元锂电池上难以同时实现的特性,在NCMA四元锂电池上达成,对于动力电池产品而言,NCMA的量产将会掀起一股技术路线升级的浪潮。

而5月19日,长城 汽车 的动力电池公司蜂巢能源发布的L6薄片无钴长电芯彻底去除了三元锂中成本最高的钴元素。

蜂巢阳离子掺杂技术采用两种化学键能更大的元素掺杂到材料中替代钴,通过强化学键稳定氧八面体结构,减少锂镍混排,改善了材料的稳定性,可以在4.3V~4.35V电压下稳定工作,使能量密度提高,成本降低。

▲蜂巢能源L6薄片无钴长电芯

同时,蜂巢能源还采用了单晶技术,与多晶材料相比,单晶材料在辊压过程中具有更强的颗粒强度和更加稳定的结构,耐压力强度可以提高10倍。正因如此,无钴材料的使用寿命会更长,电芯寿命也比多晶高镍三元高出70%。

此外,蜂巢能源还采用了纳米网络包覆技术,在单晶表面包覆一层纳米氧化物,可以减少正极材料与电解液的副反应,有效改善了高电压下的材料循环性能。

这三项技术的加持,使得蜂巢能源的无钴电池在三元锂电池的基础上降低了生产成本,提升了电池的安全性和使用寿命,也将会成为三元锂电池的下一步出路之一。

在四元锂电池和无钴电池之外,还有一部分电池企业在研究固态锂电池。顾名思义,固态电池的核心就在于把液态电解质转变成固体电解质。

固态电解质不会发生自燃、没有腐蚀性、不会泄漏和挥发,因为也不会导致车辆自燃,安全性非常高。但目前,固态电池的生产技术还是一大难点,现阶段的固态电解质电导率总体低于液态电解液,现在固态电池的性能偏低。

但三星在今年三月份发出报告称其在全固态电池的量产之路上取得了突破性的进展。

据介绍,三星的全固态电池将实现900Wh/L(区别于Wh/kg的计量单位,因不同材料密度不同,二者不可换算)的能量密度,1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率(也可称为充放电效率),我国目前较为先进的固态电池技术虽然同样也能够实现1000次以上的充放电循环,但在库伦效率方面目前还达不到接近100%的程度。

▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文

此外,三星通过引入银碳复合负极、不锈钢(SUS)集电器、辉石型硫化物电解质以及特殊材料涂层,对固态电池的负极、电解质与正极进行了处理,有效解决了锂枝晶生长、低库伦效率与界面副反应,这三大固态电池量产所面临的核心问题,推动固态电池技术离产业化更进一步。

总的来看,电池企业们并不愿意舍弃三元锂的高能量密度,所以一直在三元锂电池的变种上下功夫。

随着他们的不断攻坚,四元锂电池、无钴电池、固态电池等新的电池都量产不远了,在下一阶段的竞争中,三元锂电池的变体们还有可能会引领电池产业的发展方向。

关于磷酸铁锂电池和三元锂电池技术争论一直都在,国内的两个动力电池厂商宁德时代和比亚迪此前各自坚定的走差异化道路。

但近些年,虽然三元锂电池的安全事故开始增加,磷酸铁锂电池大有崛起之时,而特斯拉采用磷酸铁锂电池则更加引起了舆论风向。

一时间,三元锂电池将被判死刑,三元锂电池已死等言论层出不穷。但就现实情况来啊可能,三元锂电池仍然是出货量最高的电池类型,磷酸铁锂电池会因为安全性而获得一定的市场,但也无法完全颠覆三元锂电池。

更何况,目前三元锂电池的玩家都还在研究升级三元锂电池,随着更多安全性更高、成本更低、能量密度更高的三元锂电池变种的出现,三元锂电池还将会继续繁荣。所以说,现在给三元锂电池判死刑还为 时尚 早。

三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好?

目前在新能源汽车上有两个主流的电池技术路线,磷酸铁锂电池和三元锂电池,虽然这两种电池在众多应用领域展开竞争,但是以在新能源汽车领域的竞争为主线,因为这是国内最大的锂电池应用场景,既然要竞争,必然有比较,电池性价比的比较通过车的价格就可以进行了,而从性能上比较三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好,就要通过设置条件,得出两种电池的实际参数来说明了。根据相关实验室、新能源汽车厂家、动力电池生产厂家的实验,虽然每家的测试不免存在具体参数上的细微差别,但对于两种电池性能优劣性的判断趋于一致。为此,我们取代表性的参数来进行比较。

1.客车选比亚迪、轿车选特斯拉。这说的是二者体积上的差别。从目前的技术来看,三元锂电池的能量密度普遍在200Wh/kg,未来可能达到300Wh/kg;而磷酸铁锂电池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg,个别的可以达到130~150Wh/kg,但要突破200Wh/kg难度很大。因此,三元材料动力电池可以比磷酸铁锂提供多出一倍的空间来,这一点对于空间有限的轿车很重要。特斯拉生产三元锂电池,比亚迪生产磷酸铁锂电池,故有"客车选比亚迪,轿车选特斯拉"之说。

2.同样因为能量密度大,重量也小很多,重量轻和占用空间小决定了三元锂电池新能源汽车耗电更少,因而速度更快,续航能力更强。所以,轿车选用三元锂电池可以跑的更远,而磷酸铁锂新能源汽车目前基本上还是用于城市大巴,因为一次续航不远,需要在不长的距离内有充电桩可以充电。

3.当然,客运大巴采用磷酸铁锂电池更核心的则是基于安全上的考虑。特斯拉轿车起火事故不止一起了,原因在于:特斯拉的电池组由7000块左右的18650三元锂电池组成,这些单位的电池或者整个电池组如有内部短路会产生明火,遇到极端的碰撞事故,短路引致起火。而磷酸铁锂的材料遇到短路则不会燃烧,耐高温性能比三元锂电池优越的多。

磷酸铁锂电池与三元里电池:不同类型新能源车的电池

说完了电池的情况,笔者认为对于新能源汽车的情况,还需要和大家简单介绍一下电池在车辆中的作用。毕竟购买纯电动汽车的消费者仍然占少数,更多朋友所关注的是混合动力汽车。而混合动力汽车严格来说可以分成三种:普通混合动力汽车,插电式混合动力汽车和增程式混合动力汽车。

上面三种汽车中电池容量的排列从小到大恰好是普通混合动力汽车<插电式混合动力汽车≤增程式混合动力汽车。普通混合动力汽车的电池不可充电,电池用于启动和急加速状态;插电式混合动力汽车的电池在普通混合动力汽车电池的基础上增大容量且可充电,具备更加出色的加速能力和省油能力;而增程式混合动力汽车的发动机用于驱动电机发电,更倾向于纯电动汽车。

这三种混合动力汽车模式各有利弊,在现阶段的主力也是以普通混合动力和插电式混合动力为主。正是因为三种混合动力汽车的特质均有对于电池寿命和工作环境的共同点,因此无论是购买采用何种模式的混合动力汽车,消费者都要留意相关的参数,如电池材质、使用环境和最佳工作状态等。与此同时,厂商也应该在设计过程中严格把控电池质量和相关安全设置,确保使用的安全高效。

关于磷酸铁锂电池与三元里电池的介绍到这里就结束了。新能源汽车的发展关键,同样是困扰着移动数码产品的关键--电池的发展。如何在安全的情况下保证电池技术能够满足消费者日益成长的需求,不仅是汽车科技相关行业人员,还是科研工作者在全领域的追求。

三元锂电池可以把电放光吗

【太平洋汽车网】三元锂电池可以把电放光,为了避免电池内部短路引起的温升和电池内部反应引起的热失控,弹匣电池试图通过提高电池本身的热稳定性、电池之间的隔热性、电池的散热性能以及对电池的全天候监控来解决电池自燃问题。

电池安全已经成为影响新能源市场发展的重要因素。

简单来说,不起火是消费者对电池安全最基本、最核心的需求。

目前主流的电池有磷酸铁锂和三元锂。前者寿命长,成本低,广泛应用于中低续航车型,安全性能相对较高;由于其能量密度高,后者的安全问题仍是业界公认的痛点和难点。

针对这一问题,提出了解决方案——弹匣电池技术。

与之前一系列针对单体电池安全的解决方案不同,magazine电池技术希望从电池组整体角度提升安全性能。为了避免电池内部短路引起的温升和电池内部反应引起的热失控,弹匣电池试图通过提高电池本身的热稳定性、电池之间的隔热性、电池的散热性能以及对电池的全天候监控来解决电池自燃问题。

首先弹匣电池采用超高耐热稳定电池。通过阳极材料的纳米级包覆和掺杂技术的应用,电池可以有效提高热稳定性,防止热失控;SEI膜的自修复是通过新型电解液添加剂的应用实现的,提高了电芯的寿命,降低了电芯短路的风险,使电芯的耐热温度提高了30%。

其次,弹匣电池采用了类似弹匣安全舱的设计。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳,弹匣电池构建了一个隔热的安全舱,实现了三元锂电池电芯的热失控不会蔓延到相邻电池。同时,电池组的上壳可以承受1400°C以上的温度,从而有效保护整个电池组。

官网地址http://第三,弹匣电池具有快速冷却系统,可实现极其快速的冷却。通过全贴合液冷系统、高速散热通道和高精度导热路径的设计,弹匣电池的散热面积和效率分别提高了40%和30%,有效防止了热扩散。

最后,弹匣电池采用第五代电池管理系统,每秒10次全天候采集数据,比上一代系统高100倍,24小时监测电池状态。出现异常时,立即启动电池快速冷却系统,对电池进行冷却。

中国汽车研究院制造的三元锂电池全包针刺热扩散试验中,广汽埃安弹匣电池全包在试验过程中热事故信号发出5分钟后仅出现短时冒烟,未发生火灾或爆炸。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。针刺后,只有穿刺细胞模块的热量失控,不会扩散到其他细胞。打开电池整包,观察内部结构完好——这是行业首次通过三元锂电池整包的针测。

值得一提的是,据介绍,搭载弹匣式电池系统安全技术的电池组能量密度比同类普通电池组提高9.4%,重量能量密度提高5.7%,成本降低10%。这种新的电池技术没有牺牲电池寿命或增加成本。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

购买新能源汽车,选择三元锂还是磷酸铁锂电池?车企已开始转向

三元锂电池指采用镍钴锰酸锂或镍钴铝三元正极材料的锂电池,优点是标称电压较高,单体电池能量密度较高,输出功率较大,低温性能较好,缺点是高温稳定性差(200度左右燃爆),成组利用率低(60%左右),造价较高,污染较高。

磷酸铁锂电池则采用磷酸铁锂作为正极材料,优点是成本较低,不含重金属,对环境污染较小,高温稳定性好,快充或过充时安全性非常高,放电功率高,无记忆效应,循环寿命高,成组利用率高(可高达80%以上),缺点是低温性能差,单体电池能量密度较低,产品一致性略差,工作电压只有3.2V,输出功率较小。

车企逐渐开始倒向磷酸铁锂电池

据锂电网数据显示,三元锂电池装机占比,2016年为24%,2017年为45%,2018年为58%,2019年达到高峰。然而,2020年,三元电池装车量38.9GWh,占比61.1%,同比下降4.1%,首次出现下降拐点;2020年磷酸铁锂电池装车量24.4GWh,占比41.4%,同比增长20.6%,出现上升拐点,预计2021年仍将大幅上升。

为何车企纷纷开始转向磷酸铁锂电池

2017年,新能源 汽车 国家、地方补贴最高可达6.6万元,但却对纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度有要求,对高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴,彼时磷酸铁锂电池质量能量密度很难达到120Wh/kg,一辆车会少拿6600元补贴。由于政策驱动,三元锂电池装车占比出现持续暴涨。然而,2020年前后,由于安全因素、成本因素、补贴变化驱动、电池热管理技术进步,三元锂电池装车占比出现下降拐点。

安全驱动

在2017年补贴政策驱动下,车企纷纷倒向三元锂电池阵营,就连过去一直坚持磷酸铁锂电池路线的比亚迪也开始全系车型搭载三元锂电池。然而,由于三元锂电池热稳定性差、燃爆点低,经常在充放电时出现的热失控,导致不少新能源 汽车 由于电池热失控发生燃爆,就连之前从未出现过电池热失控导致电池燃爆的比亚迪也因搭载三元锂电池而未能幸免,不禁让消费者开始重新审视过度追求电池组能量密度带来的安全风险隐患。

成本驱动

磷酸铁锂单体电池密度低,但是价格较低,而且热稳定性强,电池组防护成本低,成组利用率极高,经过不断改进工艺和结构,电池组能量密度同样实现大幅提升,例如比亚迪的刀片电池,电池组质量能量密度甚至高达150Wh/kg。而811三元锂电池虽然单体电池密度高,但是价格也高,而且热稳定更差,需要更多的防护成本来维持安全性,导致成组利用率反而降低,电池组密度实际提升却并不明显,成本却高了一大截。

补贴变化驱动

根据最新补贴政策情况,地补基本已退出,纯电动 汽车 国补也降低至最高2.5万元,而且电池组质量能量密度再大也只能拿到1倍补贴。与此同时,不少经过结构改良的磷酸铁锂电池也能拿到0.8倍补贴,而搭载比亚迪的刀片电池甚至可以拿到0.9倍补贴,和最高补贴只不过相差2500元,已经远远低于装机811三元锂电池以及电池容量提升所带来的成本提升。

电池热管理进步驱动

磷酸铁锂电池低温性能差,三元锂电池也好不到哪里,所有车企都为锂电池的低温性能伤透了脑筋,逐渐摸索出各种电池热管理技术,通过消耗少量电量给电池加热,实现 汽车 行驶时动力电池工作温度提升,大幅改善了电池低温性能差的弱点。时至今日,温度只要不低于零下20度,无论三元锂电池和磷酸铁锂电池,基本都可以实现将锂离子活性降低幅度控制在20%以内。实际上,相比三元锂电池,电池热管理系统对磷酸铁锂电池的活性提升幅度更大,有效解决了磷酸铁锂电池的最大痛点。

写在最后:

作为吃瓜群众,不少消费者以为国内两家头部电池企业中,宁德时代只生产三元锂电池,比亚迪只生产磷酸铁锂电池,其实大错特错。宁德时代同样生产磷酸铁锂电池,而且出货量并不比三元锂电池低。只不过,中国是磷酸铁锂电池生产大国,竞争激烈,宁德时代在磷酸铁锂电池技术上并不具有压倒性优势,只能靠价格血拼夺取市场份额,销售收入和毛利率远不如出售811电池。

去年比亚迪刀片电池针刺实验直指三元锂电池痛点,其实并无针对任何电池企业的意思,但宁德时代反应过激,主动跳出来驳斥,最后闹了个业界笑话,很多人可能不理解,其实主要还是出于商业驱动因素。宁德时代一直主推销售收入和毛利率更高的811电池,自然不希望竞争激烈的磷酸铁锂电池影响到公司商业战略。尤其刀片电池取消模组,实现了体积能量密度提升50%的成绩,质量能量密度虽略低,但是体积能量密度已经不低于三元锂电池,让容量有限的车身底盘能够装入更多刀片电池,从而实现续航等同于三元锂电池车型,可能会对811电池形成巨大冲击。

事实上,不仅比亚迪通过刀片结构改良了磷酸铁锂电池,宁德时代等其他电池企业同样通过结构改良,大幅提升了磷酸铁锂电池的整体能量密度,才让磷酸锂电池有了回归主流的可能。不过,经过结构改良后,磷酸铁锂电池今后的发展空间确实已经不大,这也是宁德时代依然看好三元锂电池的技术驱动因素。但是,三元锂电池能量组密度进一步提升,同样面临巨大的安全风险,目前没有一个电池企业能够彻底解决安全和密度的矛盾命题,只能在中间找一个平衡点。

至于消费者该选购搭载何种电池的车型,建议大家根据自己的喜好和两种电池各自的优缺点,理性选择!

三元锂电池哪家好?

三元锂电池比较好的有:宁德时代CATL、比亚迪IT、Panasonic松下、国轩高科、比克BAK,下面是详细介绍。

1、宁德时代CATL

宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL)成立于2011年,公司总部位于福建宁德。公司专注于通过电池技术,为全球绿色能源应用,提供能源存储解决方案。公司建立了动力和储能电池领域完整的研发、制造能力,拥有材料、电芯、电池系统、电池回收的全产业链核心技术。

公司研发生产电动汽车及储能系统的锂离子电池,电动汽车电池模组,电动汽车电池系统,动力总成,大型电网储能系统,智能电网储能系统,分布式家庭储能系统,及电池管理系统(BMS)。

在电动汽车领域,公司已与德国、美国等国际汽车厂商及国内众多汽车厂商建立了深度合作关系,为全球客户研发、生产纯电动汽车、混合动力汽车的动力电池系统。在储能领域,公司承接了部分关键客户的大型储能项目,年项目总量已超过40兆瓦时。

2、比亚迪IT

比亚迪是一家专注于“用技术创新,满足人们对美好生活的向往”的技术企业。比亚迪成立于1995年2月,经过20多年的高速发展,已在全球设立30多个工业园,实现全球六大洲的战略布局。

比亚迪业务布局涵盖电子、汽车、新能源和轨道交通等领域,并在这些领域发挥着举足轻重的作用,从能源的获取、存储,再到应用,多方位构建零排放的新能源整体解决方案。

比亚迪是香港和深圳上市公司,营业额和总市值均超过千亿元。

比亚迪股份有限公司(股票代码:1211.HK),创立于1995年,2002年7月31日在香港主板发行上市,公司总部位于中国广东深圳,是一家拥有IT,汽车及新能源三大产业群的技术民营企业。

3、Panasonic松下

松下集团是全球性电子厂商,从事各种电器产品的生产、销售等事业活动。集团一直致力于产品出口以及对中国工厂的技术合作,并于1987年设立了第一家合资工厂。截至今日,松下集团在中国的事业活动涉及研究开发、制造、销售、服务、物流、宣传等多个方面。

松下电器(中国)有限公司成立于1994年,并于2002年实现了独资,主要负责开展家电、系统、环境、元器件等商品的销售和售后服务活动。

作为中国地区投资性公司,松下电器(中国)有限公司还负责开展人才培养、财务、法务、环境保护、知识产权、品质管理等统括和支援活动。2012年1月,松下电器(中国)有限公司吸收合并了松下电工(中国)有限公司,经营范围进一步扩大。

4、国轩高科

国轩高科股份有限公司(以下简称“国轩高科”)系中国动力电池产业较早进入资本市场的民族企业,于2015年5月成功上市,股票代码002074,拥有新能源汽车动力电池、储能、输配电设备等业务板块,旗下包括合肥国轩高科动力能源有限公司、工研总院、资本中心和东源电器四大板块。

合肥国轩高科动力能源有限公司(以下简称“合肥国轩”)为国轩高科的全资子公司,成立于2006年5月,公司总部座落于合肥市新站高新区,拥有合肥、庐江、南京、苏州、青岛、唐山等多个生产基地。

公司系国内较早从事新能源汽车动力锂离子电池自主研发、生产和销售的企业之一,专业从事新型锂离子电池及其材料的研发、生产和经营,拥有核心技术知识产权。

主要产品为磷酸铁锂材料及电芯、三元电芯、动力电池组、电池管理系统及储能型电池组。产品广泛应用于纯电动商用车、乘用车、物流车和混合动力汽车等新能源汽车领域,并与国内多家主要新能源整车企业建立了长期战略合作关系。

5、比克BAK

比克电池(以下简称“比克”),创于2001年,总部设在广东深圳龙岗区。

现已发展成为集锂离子电池、电动汽车、电池回收三大核心业务为一体的新能源企业。

比克在国内拥有深圳比克动力、郑州比克电池等集锂离子电池及电动汽车研发、生产、销售为一体的上下游产业群。

此外,公司在欧洲、印度均设有分公司,在美国设有办事处,以支持广泛的国内市场和不断扩张的海外市场。

核心业务

锂离子电池为比克的基础业务,作为国内较早进军该领域的企业之一,比克以其优异的产品品质、丰富的产品形式及广泛的营销网络,始终占据着市场地位,是中兴、惠普、联想、三星、宇龙、大众、一汽、宝马、奇瑞等供应商。

比克产品和解决方案已覆盖数码产品、储能产品及新能源汽车及电池回收领域,形成了完善的电能解决方案体系。

三元锂电池使用经验总结如下:

1、三元锂电池出厂前,厂家都会进行激活处理,并进行预充电,因此电池均有余电。

2、当充电时,电流产生回流,电池有一点发热。

3、当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电。

4、充电时间不是越长越好,否则会因发热或过热影响性能。

5、不要将三元锂电池暴露在高温或严寒环境下,像盛夏时,不要把手机放在太阳底下,经受烈日的曝晒;或拿到空调房中,放在冷气直吹的地方。

6、要想发挥三元锂离子电池的*效能,就需要经常用它,让三元锂电池内的电子始终处于流动状态。如果不经常使用锂电池,请一定记得每月给锂电池完成一个充电周期。

中国汽车三元锂电池(三元锂电池 汽车)

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