电动汽车作为新能源汽车的重要发展方向,最大的安全隐患非动力锂电池莫属。尽管我国已经有相当多有关电池系统安全和电池性能的法规,然而受动力锂电池先天的化学特性影响,在某些特殊工况下的不稳定因素会导致自燃,且电动汽车的电池热失控速率难以估计,扑灭的难度要比传统汽油车更高。
当然,现阶段电池安全问题一直是电池厂家和汽车厂家首要考虑的大事。以市面上两大电动汽车电池方法磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池为例,我们今天就来分析下两者的安全性和优缺点差异。
磷酸铁锂离子电池更稳定
磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池在安全性上最大的差别在于耐高温性,简单来说就是谁受得了高温,谁的稳定性就越高,这点也是由它们各自的化学特性决定的。
以磷酸铁锂离子电池为例,磷酸铁锂晶体中的P-O键要达到700-800摄氏度才会发生分解,即便发生猛烈撞击、针刺和短路的情况,也不会释出氧分子,也就不会出现剧烈的燃烧。
与此相比较的三元锂离子电池,其内部达到250-300摄氏度就会发生分解,遇到电池中可燃的电解液和碳材料,出现的热量进一步加剧分解,从而发生爆燃的情况,这种不稳定性也让三元锂离子电池在热管理上要达到较高的要求。
得益于磷酸铁锂离子电池的耐高温性和化学稳定性,前期大部分纯电动汽车几乎都采用了磷酸铁锂离子电池,高工产研锂电研究所(GGII)调研数据显示,2015年和2014年,磷酸铁锂离子电池在新能源乘用车市场上一直占据主导地位。
不过自2016年以后,三元锂离子电池的份额开始反超磷酸铁锂离子电池,并一直主导着动力锂电池的市场,这又是怎么一回事呢?
三元锂离子电池能量密度更高
之所以三元锂离子电池后来主导了新能源汽车的市场,最大的原因便是它的能量密度比磷酸铁锂离子电池更高,而国家的出台的新能源政策表明,补贴与电池的能量密度是挂钩的,换言之电池能量密度越高,厂家能拿到的补贴就越多。
看到这里,很多人也许会质疑这些新能源车厂家,为了谋取暴利,宁可放弃安全性更高的磷酸铁锂离子电池,也要冒险选择三元锂离子电池。
其实,磷酸铁锂离子电池并非最好的选择,以比克电池供应的资料来看,18650电池的三元锂离子电池,能量密度已经达到了232Wh/kg;而磷酸铁锂离子电池一直徘徊在170-190Wh/kg左右,加上前者能量密度大,体积更小,质量更轻,带来空间性和续航能力的提升,是后者无法比拟的。
当然,此处还要提及到动力锂电池的耐低温性。众所周知,电动汽车在冬天气温低的环境下,其续航表现是比较蛋疼的,基本上只能发挥电池的一部分性能。而磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池在低温下的表现各有差异,数据显示,磷酸铁锂离子电池在零下20摄氏度时电池容量仅为常温下的54%,三元锂离子电池表现尚可,能达到常温下的70%。在耐低温性方面,三元锂离子电池确实更加有优势,相当于抵消了自身耐高温性不足的缺点。
磷酸铁锂离子电池前景可期
从目前两种装配动力锂电池的品牌阵型来看,磷酸铁锂离子电池的装配份额基本都体现在比亚迪的车型上,这点也为比亚迪DM和EV车型的安全性做了背书。其他还在用磷酸铁锂离子电池的品牌还有腾势、北汽等。
以三元锂离子电池为代表的有特斯拉,还有蔚来、小鹏等国内造车新势力。可见采用这类电池的品牌,它们旗下的车型都有着高性能、高续航等特点,完全满足当下消费者对新能源车的需求,也凭借着这两点优势,三元锂离子电池迅速崛起,几乎以压倒性优势击败了磷酸铁锂离子电池。
不过事情总会有反转的时候,时间来到2020年,我们看到了磷酸铁锂离子电池再度崛起的苗头。
比亚迪汉
目前掌握着磷酸铁锂离子电池核心技术的比亚迪,将在今年推出最新的刀片电池技术,这项技术不仅极大提升电池安全性,寿命超过120万公里,还把电池组体积缩小50%,这项技术无疑极大推进了磷酸铁锂离子电池的发展,官方表示该技术将会应用在即将上市的汉EV和唐EV的电池组上。
