市面上使用的電池主要有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-15 09:54
點(diǎn)擊量：次
很多車友的固有觀念中都認(rèn)為前者要比后者安全，到底是不是這么回事兒呢？往下看。
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，其不含貴重金屬元素（比如鈷等）。由于不含貴重金屬材料，磷酸鐵鋰電池的原材料成本就能被壓縮的很低廉。而且，它的安全穩(wěn)定性也很高，其分解溫度高達(dá)700-800度，且不會(huì)釋放氧分子。
此外，它的循環(huán)壽命在2000次以上，所以很多廠商都會(huì)選擇磷酸鐵鋰電池作為電動(dòng)汽車電池。客觀上講，新能源汽車的興起，確實(shí)也和磷酸鐵鋰電池有著密不可分的關(guān)系。
但是，這種電池也有一個(gè)致命缺點(diǎn)，那就是低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒能解決這個(gè)問題。有研究表明，將一塊容量為3500mAh的磷酸鐵鋰電池放到-10℃的環(huán)境中工作，結(jié)果經(jīng)過不到100次的充放電循環(huán)，它的電量就急劇衰減至500mAh，基本上報(bào)廢。
那相比之下，三元鋰電池的表現(xiàn)又如何呢？
三元鋰電池
不過多分析，讓我們先來看一張三元鋰電池&磷酸鐵鋰電池的對(duì)比表。
通過這張表，你可以很清楚的看到，相比于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池在低溫狀態(tài)下的表現(xiàn)更加穩(wěn)定。
此外，以鎳鈷錳酸鋰作為正極材料、石墨作為負(fù)極材料的鋰電池，其電壓平臺(tái)很高，這就意味著在相同的體積或重量下，三元鋰電池的比能量、比功率更大。
那為什么效率如此之高的三元鋰電池會(huì)備受爭(zhēng)議呢？那是因?yàn)槿嚥牧系臒岱€(wěn)定性較差，會(huì)在200度左右發(fā)生分解，且化學(xué)反映劇烈，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。說人話就是，三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。
P：需要注意的是，我們提到的是材料，而不是已成為成品的電池。
接下來，我們?cè)賮黻P(guān)注一組數(shù)據(jù)，對(duì)比一下兩種電池在新能源汽車中的使用情況。
去年11月，磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)大巴裝機(jī)量占到64.9%，三元鋰電池裝機(jī)量只有27.6%；相反，在純電動(dòng)乘用車市場(chǎng)，三元鋰電池在去年11月的裝機(jī)量已超76%（下面小編還會(huì)重點(diǎn)介紹對(duì)三元鋰電池一往情深的特斯拉）。
既然三元鋰電池這么危險(xiǎn)，為什么還要繼續(xù)使用呢？這當(dāng)然是因?yàn)檫@種危險(xiǎn)是可以通過技術(shù)手段得到避免的。根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性，新能源汽車廠商在過充保護(hù)（OVP）、過放保護(hù)（UVP）、過溫保護(hù)（OTP）、過流保護(hù)（OCP）這幾個(gè)環(huán)節(jié)上都會(huì)深入研究，而電動(dòng)汽車是否會(huì)自燃也是重點(diǎn)考量這幾個(gè)環(huán)節(jié)的功能是否落實(shí)到位。
石墨烯電池
在2017年日內(nèi)瓦車展上，一款名為正道H600的概念車吸引了很多人的關(guān)注。對(duì)于這款車的馬力大、提速快、極速高咱都不去做過多解讀，畢竟1000km的官方續(xù)航才是要說的重點(diǎn)。
blob.png
那為什么這款車能實(shí)現(xiàn)比特斯拉還酷炫的續(xù)航里程呢，其中很大一部分原因就是它使用了“超級(jí)電池”。
而H600的超級(jí)電池就是“石墨烯電池”。相比石墨烯，更多車友應(yīng)該對(duì)石墨更熟悉，而石墨烯本質(zhì)上就是分離出來的單原子層平面石墨。再直白一點(diǎn)說就是，石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。
blob.png
那這種石墨烯電池究竟有多神奇呢？作為目前為止發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”、“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言它將“徹底改變21世紀(jì)”。
而這完全取決于石墨烯多領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)特性：堅(jiān)固耐磨損、良好的導(dǎo)熱性與導(dǎo)電性（充電速度會(huì)更快）、耐高溫、低溫性，據(jù)悉，石墨烯能在-30~80℃的環(huán)境下自由工作。
那為什么這種材料還沒有被大范圍的在電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用呢？這當(dāng)然是因?yàn)槠涑杀靖?、可量產(chǎn)性低。現(xiàn)在鋰電池用的各種材料，都是一噸幾萬十幾萬，再想想石墨烯堪比黃金的價(jià)格，真的全部做成電極材料誰能用的起？因此從目前來看，它的泡沫大于實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
特斯拉21700三元鋰電池
特斯拉使用的兩款電池——18650鈷酸鋰電池和21700三元鋰電池都是由松下生產(chǎn)的。而對(duì)于這兩種電池的命名，很多車友可能會(huì)覺得云里霧里噠，下面就由小編特清晰的給你解讀下。
18650型命名方式：直徑18mm，長度65mm，“0”代表圓柱形，而21700型電池命名也是同樣的道理。據(jù)悉，在Model 3正式投產(chǎn)后，新型21700三元鋰電池將取代18650鈷酸鋰電池，成為新的電芯。隨后，Model S和Model X也有望進(jìn)行更換。
blob.png
18650鈷酸鋰電池
blob.png
21700三元鋰電池
眾所周知，在電池的組合上，特斯拉采用的是大量小電池連接的方式，這在靈活性和防退化上有優(yōu)勢(shì)。但在一個(gè)全尺寸的電動(dòng)汽車內(nèi)使用小型圓柱形電池組，這意味著數(shù)以千計(jì)的大電流連接，且每一個(gè)接頭都是引起過熱的潛在源。
因此，特斯拉計(jì)劃用新型21700三元鋰電池取代18650鈷酸鋰電池，是將電池體積增大，這也就意味著接頭數(shù)量會(huì)隨之減少，過熱潛在源也相應(yīng)減少了，相對(duì)來講，安全性會(huì)高些。
而對(duì)于這款21700三元鋰電池，特斯拉CEO馬斯克說：21700型電池的能量密度是世界上最高的，并且還將是最便宜的。那具體多便宜呢？特斯拉官方提出：21700三元鋰電池系統(tǒng)成本為155美元/kWh（18650型為171美元/kWh）；預(yù)售價(jià)為170美元/kWh（18650售價(jià)為185美元/kWh）。
此外，特斯拉還宣布這款電池將在Gigafactory超級(jí)電池工廠生產(chǎn)，計(jì)劃年產(chǎn)能35GWh/年，幾乎和世界電池產(chǎn)能總和相當(dāng)。
