三元鋰電池等四種電池安全性比較，哪種電池相對(duì)最好
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-26 16:16
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在實(shí)際可用的理論比能量上有極大的提高，相對(duì)于與鈷酸鋰電池而言，可以更好的發(fā)揮高容量作用，但從材料上看，三元電池采用鎳鈷錳酸鋰和有機(jī)電解液，暫未從根本上解決安全性問(wèn)題，如果電池發(fā)生短路講產(chǎn)生過(guò)大電流，從而引發(fā)安全隱患。
在制備上的最大特點(diǎn)是，在充滿電后，仍有大量的鋰離子留在正極，也就是說(shuō)，在負(fù)極上容納不了更多的附在正極上的鋰離子，但在過(guò)充狀態(tài)下，正極上多余的鋰離子仍會(huì)向負(fù)極游動(dòng)，因不能完全容納變回在負(fù)極上形成金屬鋰，由于金屬鋰是樹(shù)枝狀的晶體，因而被稱為枝晶，枝晶一旦形成，就會(huì)給刺穿隔膜提供機(jī)會(huì)，隔膜刺穿將形成內(nèi)部短路。由于電解液的主要成分是碳酸酯，閃點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，在溫度較高的情況下就會(huì)燃燒甚至爆炸?？刂其囍У男纬稍谛∪萘?a href="http://www.pdszhhs.com">鋰電池上比較容易，因此鈷酸鋰電池目前僅限于便攜式電子設(shè)備等小容量電池，不能用于動(dòng)力電池。
錳酸鋰電池
錳酸鋰電池的材料具有一定的有點(diǎn)，它可以保證在滿電狀態(tài)下，正極的鋰離子可以完全嵌入到負(fù)極炭孔中，而不是像鈷酸鋰那樣在正極有一定殘留，這就從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生，理論上是這樣，實(shí)際上，錳酸鋰電池如果遭遇強(qiáng)大外力作用或者在制備過(guò)程中偷工減料都可能造成電池在充放電循環(huán)過(guò)程中瞬間形成鋰離子快速移動(dòng)。在負(fù)極來(lái)不及完全接收鋰離子的情況下形成枝晶。避免這一后果要從電池出廠時(shí)的測(cè)試來(lái)保證?？傊瑱z測(cè)合格的錳酸鋰電池一般不會(huì)發(fā)生安全事故，錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)使其氧化性能遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使外部短路，也基本能避免析出金屬鋰引發(fā)的燃燒和爆炸。
這次路演會(huì)分為五個(gè)部分，第一個(gè)部分先給大家解釋一下什么叫三元電池。三元電池，我個(gè)人認(rèn)為它正確的全稱叫做三元材料鋰電池。從本質(zhì)來(lái)說(shuō)，它還是一種鋰離子電池，它與磷酸鐵鋰最大的不同是它的正極材料不同。而實(shí)際上這兩種電池都是以正極材料來(lái)命名的。
可以看到我發(fā)出的這張圖中，用紅框標(biāo)出來(lái)的是三元電池的一個(gè)分類，與它的一個(gè)組成。在三元電池當(dāng)中實(shí)際還分了很多種，以它三種元素配比的不同分別分為333、424、523、811，還有NCA這種細(xì)分的一個(gè)產(chǎn)品。所以就它內(nèi)部來(lái)說(shuō)，這個(gè)材料還是有很大的改善空間。
從電池的形狀或者封裝類型不同，三元電池也可以分為三種，一個(gè)是軟包電池，就是現(xiàn)在的A123、萬(wàn)象、多氟多(002407)這些公司用的。另外一個(gè)是圓柱電池，通常我們看到的圓柱電池18650是特斯拉用的，還有一種是方形硬殼電池，這一點(diǎn)像比亞迪(002594)、三星這些公司用的比較多一點(diǎn)。
這張圖是三元電池的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，我們可以看到它和磷酸鐵鋰電池最大的不同是它會(huì)用到鎳鈷錳等小金屬。對(duì)于其他的來(lái)說(shuō)，可能像碳酸鋰負(fù)極電解液隔膜這些是比較接近的。所以說(shuō)正極材料這一塊會(huì)是他們相差比較大的領(lǐng)域，這也是我們關(guān)注的投資熱點(diǎn)之一。
剛才給大家介紹的是三元電池的比較基本的概念。第二部分是給大家講一下為什么說(shuō)我認(rèn)為三元電池是新能源汽車行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要方向。
首先，從現(xiàn)在的主流廠商來(lái)看，從現(xiàn)在的磷酸鐵鋰，到三元電池，再到未來(lái)的富錳鋰基材料，這是大家已經(jīng)確認(rèn)好的技術(shù)發(fā)展路線，也是國(guó)際市場(chǎng)上大家正在走的技術(shù)路線。
如果我們把三元電池與其他動(dòng)力電池材料進(jìn)行對(duì)比，我們可以看到它的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的。它最大的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高，可以緩解里程憂慮，增加汽車的續(xù)航里程。第二點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是它的放電電壓高，輸出功率比較大。第三點(diǎn)，是它的低溫性能非常好，可以適應(yīng)全天候的氣溫，在北方是更加適用些。
從國(guó)際上現(xiàn)在車廠他們選用車型的占比來(lái)看，除了在美國(guó)還有用磷酸鐵鋰的部分小眾車型外 ，現(xiàn)在日本、歐美的廠商推出的新能源汽車車型基本上是用了三元材料。
深度分析：三元鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上的機(jī)會(huì)
根據(jù)我們對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)再售新能源車型的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，除了比亞迪和上汽外，其他廠商已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向三元了，比亞迪也是從今年開(kāi)始開(kāi)始測(cè)試三元電池，上汽在E50上已經(jīng)開(kāi)始使用三元電池，未來(lái)它的下一代也會(huì)全部換用三元電池。所以可以說(shuō)，未來(lái)2年國(guó)內(nèi)廠商推出的新能源汽車會(huì)絕大部分選用三元電池。
深度分析：三元鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上的機(jī)會(huì)
根據(jù)我們對(duì)行業(yè)的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，三元電池已經(jīng)成了一個(gè)非常明確的發(fā)展方向。但今年來(lái)說(shuō)，大家對(duì)三元電池有很大的疑慮，就是中國(guó)政府對(duì)它還是有諸多的限制。
以我個(gè)人認(rèn)為，中國(guó)政府在今年初對(duì)三元電池在大巴上以及物流上的應(yīng)用進(jìn)行限制，最大的原因還是出自于一個(gè)安全性考慮。因?yàn)榻衲瓿?，騙補(bǔ)事件鬧得非常大，政府很難以接受在這個(gè)時(shí)候再同時(shí)出現(xiàn)安全性事故。
第二點(diǎn)來(lái)說(shuō)，也是想通過(guò)這個(gè)對(duì)行業(yè)進(jìn)行規(guī)范，設(shè)置一些壁壘。
但是如果我們把中國(guó)政府的其他的產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行對(duì)比，我們可以看到中國(guó)政府從內(nèi)心中還是非常希望三元電池的發(fā)展。
第一個(gè)：在馬上可能會(huì)出臺(tái)的一個(gè)補(bǔ)貼調(diào)整中會(huì)引入電池系統(tǒng)的質(zhì)量占比，以及百公里能耗等指標(biāo)。加入這些指標(biāo)，本身是對(duì)新能源汽車的能耗的一個(gè)效率是要求有所提升，而這個(gè)時(shí)候能量密度高的三元電池則是更加受益。
所以說(shuō)從補(bǔ)貼的改變的方向上來(lái)看，客觀上是會(huì)起到引導(dǎo)三元電池更大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)作用。
另外，我們也是看到萬(wàn)鋼在前兩個(gè)月的時(shí)候有提到，今后五年內(nèi)要把動(dòng)力電池的單位能量密度要達(dá)到三百瓦時(shí)以上。而磷酸鐵鋰電池，它的理論上的能量密度最多也就是兩百瓦時(shí)每千克。所以它是根本沒(méi)有辦法完成這個(gè)政府對(duì)于技術(shù)路線的規(guī)劃，只有三元電池在現(xiàn)階段可以完成這個(gè)任務(wù)。
剛才給大家講的是第二部分，就是說(shuō)為什么我們看好三元電池是未來(lái)行業(yè)發(fā)展的方向。下面會(huì)進(jìn)入到第三部分，就是說(shuō)對(duì)于三元電池市場(chǎng)一個(gè)定量分析。
深度分析：三元鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈上的機(jī)會(huì)
2015年中國(guó)市場(chǎng)動(dòng)力電池出貨量大概是15.7G瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)324%，其中三元電池是大概4.26G瓦時(shí)，占27%。磷酸鐵鋰10.86G瓦時(shí)，占比69%，其他的材料就占比非常少了，這兩種電池的占比，也是和乘用車和客車以及專用車這個(gè)占比是非常一致的，因?yàn)樵诳蛙嚿厦娆F(xiàn)在主要應(yīng)用的還是磷酸鐵鋰。所以說(shuō)在之前客車出貨量比較大的時(shí)候，磷酸鐵鋰是占了一個(gè)大頭。
