三元锂电池对比刀片电池,到底谁才是新能源动力的未来?

2020-09-07 00:01:17 特力新能源 183

    在纯电动车刚刚兴起的时候,很多电动车型的动力电池采用的都是磷酸铁锂,但是,最近几年三元锂电池却出现了后来居上的格局,占据了锂电池的半壁江山,随着比亚迪刀片电池的出现,让我们看到了磷酸铁锂电池的新的潜力,到底是磷酸铁锂电池好还是三元锂电池更加好呢?今天,跟随锂电池厂家特力新能源一起来对比一下最近火热的刀片电池跟三元锂电池的区别:

    磷酸铁锂电池对比三元锂电池

    在动力电池领域中,三元锂跟磷酸铁锂是非常常用的两种锂离子电池,三元锂电池因为其正极材料中的镍钻铝或镍钻锰而得名三元,而磷酸铁锂电池的正极材料是磷酸铁锂,其实,关于三元锂电池跟磷酸铁锂电池的优劣对比争论从未停止过,但是因为其两者都拥有各自鲜明的特点,所以,一直没有给出比较直观的结论:

    磷酸铁锂电池采用了铁来作为电池的原料,一般成本比较低廉,不含有重金属,对于环境的污染比较小,磷酸铁锂晶体中的p-o较稳固,所以,在零电压存放的时候并不会存在泄漏,高温条件下过充的安全新非常高,能够实现快速充电,拥有更高的放电功率并且五记忆效应,其循环使用的寿命更高,磷酸铁锂电池的缺点在于其性能受到温度的影响比较大,尤其是在低温的环境之下,放电能力跟容量都会出现大幅度的衰减,此外,产品的成品率跟一致性也一直受到质疑;磷酸铁锂电池跟三元锂电池作为目前乘用汽车的主要动力电池选择,其拥有各自的优势跟劣势,但是刀片结构的出现,的确对于传统的三元锂电池设计提出了全新的挑战,搭载刀片电池的比亚迪汉续航里程已经超过了六百公里,从续航里程上面已经跟三元锂电池不相上下;

刀片电池

    刀片电池的革新在哪儿?

    刀片电池其实本质上还是磷酸铁锂电池,所谓的刀片电池指的是物理结构上的改变,传统的电池包含内部结构的多个点芯所构成的电池模组,通过螺栓固定到带有横梁跟纵梁的外壳上面,形成电池包,这种点芯、电池模组、电池包的集成设计,横梁跟纵梁占用了不少的空间,螺栓等附件也增加了重量,限制了电池包的总容量跟能量密度的提升,无论是特斯拉的三元锂电池还是比亚迪之前所使用的磷酸铁锂电池,封包的设计都大同小异,在如此的结构之下,能量密度更小的磷酸铁锂电池相比起三元锂电池自然是占据不了优势,这也是近些年以来三元锂电池成为主流的主要原因;

    为了车身底部空间有限有需要进一步提升电池包容量的前提之下,刀片电池采用了CTP的设计思路,将点芯以阵列方式直接装到电池包壳体内,这种设计能够在保持电池包强度的前提之下省去了衡量以及纵梁跟各种螺杆等附件,以此提升电池包壳体内部的空间利用率,实现电池包总容量跟能力密度的提升。因此,刀片电池在采用原有点芯类型跟技术的前提之下极大的提升了纯电动车的续航距离,并且,更加轻薄的厂方体电池能够带来更好的散热效果,当刀片电池技术跟磷酸铁锂电池技术相互融合之后,磷酸铁锂电池报的体积能量密度有了显著的提升,在续航距离跟安全性上面实现了更好的平衡,从目前刀片电池量产后的情况看来,比亚迪汉纯电动版的续航里程上线为605km,已经接近了主流采用三元锂离子电池纯电动汽车650公里左右的续航距离,但是其更高的安全性能和更佳的容量衰减特性让磷酸铁锂电池重新回到了市场;

三元锂电池

    谁才是电动车电池的未来

    在本文的前面我们提及到,早起的电动车大多数都是采用磷酸铁锂电池,但是后来随着补贴政策跟电池能量密度挂钩,加上用户对于纯电续航距离的要求以及三元锂电池技术的发展等诸多因素,目前,市面上大多数新能源汽车所搭载的都是三元锂离子电池。在纯电续航距离以及电池能量密度成为影响补贴最为核心的两个指标的时代,盲目的去追逐补贴其实让更多技术不成熟的产品牺牲掉了安全来换取更高的能量密度,各种层出不穷的事故和汽车召回就是在为这些混乱现象所买单。然而,电动车市场的发展最终将会走向成熟,随着补贴政策的调控以及政策红利逐渐衰减,目前,行业对于纯电续航距离跟电池的能量密度的追求已经不再像开始那么狂热,磷酸铁锂其更高的安全性和经济性以及更好的续航寿命重新开始被更多的汽车企业所选择;

    随着补贴政策的变化,对于用户来说,最关键的是如果继续使用磷酸铁锂电池还能够获得补贴吗?根据最新的补贴政策,车辆的续航距离至少要达到三百公里之上,电池系统的能量密度不能够低于125WH/KG。近几年随着电池技术的不断发展与进步,磷酸铁锂电池的能量密度有了进一步的提升,比亚迪等电池厂商量产的磷酸铁锂电池点芯单体能量密度都能够达到190WH/KG并且有望突破200WH/KG,比亚迪的刀片电池能量密度也达到了140WH/KG,即便是在NEDC标准下续航里程也能够达到605公里。因此从技术的角度上将,达成补贴需要的两个指标并非难事,以此来看,循环使用寿命时间更长以及成本更低的磷酸铁锂电池会占据主要的市场吗?需要确定的是,刀片电池的表现已经足够出色,用更低的价格来获取相同的续航距离的产品,用回磷酸铁锂电池并不是坏事,反而还弥补了磷酸铁锂电池的不足,并且还拥有更高的安全性,但是对于磷酸铁锂电池市场来说,因为材料方面的局限,点芯单体的能量密度很难再有跨越式的发展,并且,并非所有车企都有刀片电池这样的CTP电池包技术;

特力新能源科技

    总结起来,三元锂电池拥有更高的开发潜质,刀片电池作为一种新的封包技术能够让磷酸铁锂电池在现阶段达到三元锂电池的水准,并且其更加安全、成本更低。但是,未来三元锂还仍旧回事主流的应用技术,比亚迪也曾坦言三元锂电池为点芯的刀片电池从理论上会有更强大的续航距离,只不过做成刀片电池的形状,在碰撞方面还需要投入更多的人力、物力与研究成本;

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