性能不凡的特斯拉究竟用的什么電池？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-02 20:56
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特斯拉與鈷酸鋰電池
犀利的外形、百公里加速3.2秒、續(xù)航440公里，這些都是特斯拉Model S作為一款純電動汽車能夠一炮而紅的原因。
Model S之所以能夠擁有不遜于傳統(tǒng)燃油車的性能表現，除了電動機技術之外，還要得益于特斯拉先進的電池技術。
早期的特斯拉車型使用的是松下18650鈷酸鋰電池鋰電池，其大小類似我們常見的5號干電池，在85kWh的MODEL S的電池單元一共運用了8142個18650鋰電池，如下圖：
這種電池我們并不陌生，像筆記本電腦等電子數碼設備使用的都是這種類型的電池，相比于其它電動車使用的電池類型，18650電池的優(yōu)點是技術更為成熟，比能量（參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大?。┓矫嫠鼛缀跏?a href="http://www.pdszhhs.com">磷酸鐵鋰電池（比亞迪e6）的兩倍。
另一方面，鈷酸鋰電池熱穩(wěn)定性差，加上由于集成電池板平鋪于車輛的底盤位置，這樣就對電池的散熱與安全性提出了更高的要求，為此特斯拉設計了復雜的電池保護程序以及獨特的液冷散熱系統(tǒng)，這無形中推升了采用該型電池車輛的制造成本。
比亞迪與磷酸鐵鋰電池
作為國內電池行業(yè)巨頭-比亞迪的主打技術，磷酸鐵鋰電池裝備于比亞迪旗下的絕大多數車型上。該型電池屬于鋰離子二次電池，它的放電效率較高，價格也相比其他鋰電池更有優(yōu)勢，在倍率放電情況下充放電效率可達到90%以上，比低速電動汽車使用的鉛酸電池高出10%，因此適合作為動力電池使用。
磷酸鐵鋰電池的熱穩(wěn)定性優(yōu)越，可以在390℃以內的高溫下保持穩(wěn)定，不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而產生爆炸或燃燒，可以輕松通過針刺實驗。而且磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬，對人體沒有直接危害。
與此同時，磷酸鐵鋰電池使用壽命較長。在作為出租車使用的比亞迪E6實際運行多年的使用效果上看：磷酸鐵鋰電池在使用80%的容量后進行快充，可以安全達到4000至5000次，70%后，也可以保證7000—8000次，理論壽命可以達到7~8年。2010年開始在深圳投入運營的850臺e6電動出租車累計總行駛里程近3億公里，單車最高行駛里程超67萬公里，至今這些車輛仍然運行良好，這也說明了磷酸鐵鋰電池的可靠性。
然而，磷酸鐵鋰電池也有自身的缺點，在低溫環(huán)境下，磷酸鐵鋰電池的性能損耗大，導電性或會受到影響而且電池容量較??；此外，同樣的電池容量，磷酸鐵鋰電池的重量更重、體積更大，這也導致采用該電池類型的車輛續(xù)航里程表現一般。
被眾多廠家廣泛采用的三元鋰電池
三元鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，因能量密度大，體積比能量較高，并且價格相對低廉而被越來越多的新能源汽車廠家所采用。三元鋰電池作為近兩年涌現出的一種新產品其特點在于其更高的“能量密度”上?，F階段磷酸鐵鋰技術的單體電池能量密度僅為110-120Wh/kg，組合成電池包后，電池系統(tǒng)能量密度還不到90Wh/kg，而三元鋰電池的能量密度相比磷酸鐵鋰要高出50%，目前普遍在150-180Wh/kg，優(yōu)勢明顯。
三元鋰電池的缺點也顯而易見。三元材料的脫氧溫度是200℃，放熱能量超過800J/g，并且無法通過針剌實驗。這就表明 了三元電池在內部短路、電池外殼損壞的情況下，很容易引發(fā)燃燒、爆炸等安全事故。正是出于安全性的原因導致現階段國家暫停了在商用車型上配備三元鋰電池。另外，由于材料本身的性質，導致三元鋰電池在使用壽命上相對較短。不過隨著技術的進步，三元鋰電池的安全問題已得到改善和解決。三元鋰電池在應用了陶瓷隔膜之后，以及可以在電池內部短路時隔開短路源，從而明顯提高了三元鋰電池的安全性能。
就目前市場情況來看，由于三元鋰電池價格優(yōu)勢還是比較明顯的，由于成本更低，并且擁有較高的能量密度，汽車廠商對于三元鋰電池的關注度也在持續(xù)增加，北汽新能源上市的EV200和ES210兩款電動車就放棄了磷酸鐵鋰路線，換用了三元鋰電池。
日產堅守的錳酸鋰電池
日產Leaf-聆風是一臺于2010年在日本和美國同步上市的純電動車，目前全球銷售已經超過了13萬臺。這幾乎占到了全球純電動車銷量一半的銷量也使得日產聆風成為最成功的純電動汽車之一。
引入國內以后，啟辰晨風與日產聆風共享了車型平臺，這一車型平臺在立項階段就脫離了傳統(tǒng)汽油車的框架，完全以適應電動車的標準進行研發(fā)。
與日產Leaf相同，啟辰聆風電動汽車采用錳酸鋰電池提供動力，192塊電池單體構成的電池包總重量不到200kg，綜合續(xù)航里程約為180km。
與磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、三元材料電池相比，錳酸鋰電池有優(yōu)勢也有劣勢。錳酸鋰的能量密度、熱穩(wěn)定性和成本都居中，相對來說熱穩(wěn)定性較差一些，但是得益于整車銷量的提升，電池成本也得到有效降低，因此采用錳酸鋰離子電池的聆風性價比很高。
啟辰晨風采用自然風冷，以及非凝固裝的電解液，車輛成本更低此外，晨風電池包內的所有單體電池均為被制成薄片狀，并采用了層疊結構。這種結構有效地壓縮體積，不會影響到車內空間。
豐田引領時代的燃料電池技術
燃料電池技術并不是什么新鮮技術，其基本原理在19世紀末就已被科學家發(fā)現了，但是真正將其帶入實際量產則是日系巨頭-豐田。
以豐田Mirai為例簡單介紹一下燃料電池汽車的結構。豐田Mirai是以氫氣為燃料的。在燃料電池中，氫氣在催化劑的作用下與氧氣發(fā)生化學反應產生電能。“燃燒”之后的氫氣會變成水，該反應過程理論上是無污染的。豐田Mirai的氫燃料存儲在高壓儲氫罐中，該儲氫罐采用了碳纖維材質制造，分別位于底盤中部和尾部，總容積為122.4升，充滿一次氫氣約需3分鐘。
燃料電池技術的優(yōu)勢、劣勢同樣明顯，由于發(fā)生反應的過程只生成水，因此環(huán)保效果顯而易見，此外，類似加油方式的液態(tài)氫加注方法使得加滿一次燃料的時間跟普通汽油相仿，因此相比于純電動車漫長的充電過程，燃料電池技術顯然更具顛覆性的進步。
