近年来, 我国新能源汽车产业在政策和市场双重利好下砥砺前行, 而动力电池作为其核心部件也受到越来越高的市场关注度. 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.
不过随着研发技术的进步, 三元锂电池爆发出更大的潜质. 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.
