近年來, 我國新能源汽車產業在政策和市場雙重利好下砥礪前行, 而動力電池作為其核心部件也受到越來越高的市場關注度. 眾所周知, 新能源汽車最核心的技術是 '三電' ,即電池, 電控, 電機. 作為電動汽車三大核心部件之一, 電池擔負著電動汽車續航裡程的重任, 而磷酸鐵鋰和三元鋰電池是我國動力電池的主流選擇.
不過隨著研發技術的進步, 三元鋰電池爆發出更大的潛質. 在2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用車中, 採用最多的是三元鋰, 共有221款, 採用磷酸鐵鋰的僅有33款.
自去年伊始, 一直使用磷酸鐵鋰電池的比亞迪一反常態接連推出宋EV300, 秦80以及唐100等多款匹配三元鋰電池車型;今年10月, 比亞迪官方宣稱未來除公共交通領域繼續使用磷酸鐵鋰電池外, 公司所有PHEV乘用車都使用三元鋰電池;明年E5, E6, 秦EV等純電動車也要切換三元鋰電池.
那麼, 磷酸鐵鋰與三元鋰電池, 究竟孰優孰劣?其實, 消費者所關心的問題無外乎是: 哪種電池續航裡程更遠, 壽命更長, 更加安全. 下面就這幾個問題來逐一剖析.
能量密度(續航裡程)對比
相對於磷酸鐵鋰電池能量密度, 三元鋰電池的能量密度大, 電壓更高, 所以同樣重量的電池組電池容量更大, 車子能跑得更遠. 此外, 更高的能量密度能釋放更多的車身空間, 這對於家庭用戶來說是一個加分項.
目前國內大量上線三元鋰電池產線還與補貼政策息息相關. 根據流傳的新能源乘用車補貼調整方案顯示, 2018年電池系統能量密度必須達到140Wh/kg才可享受1.1倍補貼, 而低能量密度(105-120Wh/kg)補貼調整係數下降為0.5, 高檔補貼和低檔補貼差距進一步拉大, 而車企無疑將更追捧前者.
磷酸鐵鋰電池單體能量密度通常在90-120Wh/kg之間, 而三元鋰電池單體能量密度可以達到200Wh/kg左右. 作為全球車用鋰電池的領軍企業, 寧德時代規劃在2020年以前研發出能量密度在300-350Wh/kg的三元鋰電池, 屆時續航裡程將有質的飛躍. 相反的, 磷酸鐵鋰電池在能量密度的研發上已經進入瓶頸, 這也直接導致了部分車企對磷酸鐵鋰電池的放棄.
充電效率對比
三元鋰在充電效率方面較磷酸鐵鋰有著明顯優勢. 三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在10C以下充電時, 恒流比無明顯差距, 10C以上倍率充電時, 磷酸鐵鋰電池恒流比例迅速降低, 充電效率迅速降低. 對於新能源汽車而言, 更高效的充電時長能顯著提升用車體驗, 畢竟苦等愛車充滿才能上路是一件頗為無奈的事.
使用壽命對比
就使用壽命來說, 磷酸鐵鋰在迴圈使用率上較三元鋰有所優勢, 不過對於一般家庭來說, 二者的額定迴圈壽命都遠遠超過了實際使用情況. 此外, 磷酸鐵鋰電池的低溫性能衰減是其一大缺陷. 研究表明, 一塊容量為3500mAh電池, 如果在-10℃的環境中工作, 經過不到100次充放電迴圈, 電量將急劇衰減至500mAh. 而作為純電動汽車的主要市場, 北京冬季溫度經常處於零下16℃左右, 這對車主用車會造成很大的困擾.
安全性對比
就材料體系而言, 這兩種電池都會在到達一定溫度時發生分解, 磷酸鐵鋰電池的分解溫度要高於三元鋰電池, 但這並不能判定三元鋰電池的安全性就差, 畢竟動力電池系統的安全性設計還能通過動力連接結構, 熱管理設計, 電池管理系統等多個方面系統進行提升, 將安全措施設計的更加完善與科學, 就能讓電池工作在安全狀態下. 例如吉利新能源旗下電動車配置的ITCS電池溫度管理系統, 就能在38度時開啟冷卻, 確保電池運作在安全溫度區間.
通過以上分析, 不難發現, 雖然磷酸鐵鋰電池在耐高溫和迴圈使用壽命上略勝一籌, 但三元鋰電池在能量密度, 續航裡程, 低溫性能以及充電效率等方面優勢明顯, 並表現出更大的開發可能性.
