新能源車用哪種電池更靠譜？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-15 21:37
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磷酸鐵鋰電池LFP ：優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定安全成本低；缺點(diǎn)在能量總值低、續(xù)航短
作為比亞迪過去7-8年來的主打動(dòng)力電池，磷酸鐵鋰電池LFP能量密度很低，3.4V的最大電壓也限制了它的能量表現(xiàn)（注：電池蘊(yùn)含的能量（Energy）等于電池容量（單位Ah）乘以電壓（單位V），LFP電池單體的容量本身就比三元鋰電池低一些，電壓還要再低一些，乘出來的數(shù)值自然比較?。?，但由于化學(xué)性能異常穩(wěn)定，循環(huán)壽命長(zhǎng)（多達(dá)4000多次），量產(chǎn)成本低，在新能源車曾有較為廣泛的應(yīng)用，如比亞迪初代秦(參數(shù)|圖片)和唐EV(參數(shù)|圖片)、比亞迪E6、騰勢(shì)300/500、東風(fēng)風(fēng)神E30、雪佛蘭Volt等。
二、 鈷酸鋰電池LCO：性能一般易過熱，但制造標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際公認(rèn)，且良品率、單體一致性極高，適宜量產(chǎn)，特斯拉早期最愛
作為鋰離子動(dòng)力電池的鼻祖，其最先被特斯拉裝在旗下首款量產(chǎn)車型——Roadster上，隨后問世的Model S也理所應(yīng)當(dāng)?shù)睦^承了這一設(shè)定，鈷酸鋰電池LCO中的明星單品就是特斯拉早期產(chǎn)品中采用的松下鈷酸鋰18650型電池。
仔細(xì)觀察，你會(huì)發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰電池LCO在能量密度、比功率、使用壽命方面的表現(xiàn)并不突出，屬于各方面表現(xiàn)都中不溜的水平，且在成本和安全性上基本沒有優(yōu)勢(shì)，但特斯拉的青睞不是沒有道理的：鈷酸鋰18650電池單體一致性和良品率比較高，也是國(guó)際公認(rèn)的制造標(biāo)準(zhǔn)，非常利于大批量生產(chǎn)。
甚至有人這樣調(diào)侃鈷酸鋰18650的穩(wěn)定性：如果你的測(cè)量?jī)x器認(rèn)為剛下線的任意一節(jié)18650有問題，那么恭喜你，儀器該修了。
鈷酸鋰電池LCO一個(gè)十分致命的缺點(diǎn)在于容易過熱，如果電池組內(nèi)部溫度控制不佳的話很容易發(fā)生起火事故；特斯拉的解決方案也很粗暴直接，為旗下車型配備了號(hào)稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來保證電池始終處在適宜的工作溫度中。
三、 鎳酸鋰電池LNO：能量密度最大，但最不耐用，也最不安全
要想知道什么叫挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，來看看鎳酸鋰電池LNO就知道了。其理論質(zhì)量能量密度為274mAh/g，實(shí)際量產(chǎn)產(chǎn)品約為190~210mAh/g，遠(yuǎn)超鈷酸鋰電池LCO的量產(chǎn)140和磷酸鐵鋰電池LFE的170，且2.5V-4.2V的工作電壓并不低，用來驅(qū)動(dòng)電機(jī)非常強(qiáng)力。
不過，其致命缺點(diǎn)在于十分苛刻的制造條件和較差的熱穩(wěn)定性，前者直接導(dǎo)致商業(yè)化使用的艱難，后者則帶來了較大的安全隱患。此外，鎳酸鋰電池LNO的循環(huán)壽命較差，不太適宜在需要多次大量充放電的新能源車上使用。
四、 錳酸鋰電池LMO：成本最低，耐低溫性能好，但能量密度低，循環(huán)性能差、高溫易分解
從成本方面來看，錳酸鋰電池LMO是最理想的選擇。由于錳在自然界的廣泛存在，其成本優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯，體現(xiàn)在售價(jià)上就是便宜，其也是今天出場(chǎng)的所有鋰離子電池中最便宜的一個(gè)！此外，錳酸鋰電池LMO耐低溫性能較好，寒冷的地區(qū)也可以使用，倍率下放電能力強(qiáng)，大規(guī)模生產(chǎn)制備比較容易。
缺點(diǎn)是這種材料本身高溫下非常不穩(wěn)定（但也好過特斯拉用的鈷酸鋰電池LCO），壽命也不長(zhǎng)、性能衰減較快。
很明顯，拿錳酸鋰電池LMO做純電動(dòng)車，是很有挑戰(zhàn)性的。所以，真正拿出量產(chǎn)車型的廠家并不多，日產(chǎn)Leaf是其中比較有代表性的一個(gè)。
五、 鎳鈷錳酸鋰電池NCM/鎳鈷鋁酸鋰電池NCA：能量密度和比功率完勝，循環(huán)壽命不差，但安全性略差，成本高
純電動(dòng)車首選?。?！鎳鈷錳酸鋰電池和鎳鈷鋁酸鋰電池在性能上差別不大，市面上常見的三元鋰電池說的便是這對(duì)“好兄弟”。
這類電池的優(yōu)勢(shì)在于能量密度較大，比功率理想且可控，2000次左右的循環(huán)壽命在一天一充的情況下可用約6年，基本滿足整車壽命周期的需求。不過相對(duì)于化學(xué)性能極其穩(wěn)定的磷酸鐵鋰電池LFP，三元鋰電池在充電過熱時(shí)容易產(chǎn)生氧氣，導(dǎo)致電池鼓包現(xiàn)象，這也是目前NCM和NCA需要解決的問題。
目前主流的解決方案有三種：一是調(diào)節(jié)電解液的成分，二是進(jìn)一步優(yōu)化隔膜材料，三是研發(fā)更先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)和BMS電池控制系統(tǒng)。不過這些方法能做到的只是盡可能降低三元鋰電池出問題的幾率，根治是不可能的。
在這里需要辨析一個(gè)問題，那就是三元鋰電池的成本高，是指單位質(zhì)量的成本很高（rmb/kg），也就是購(gòu)買的成本很高；但是考慮到單位質(zhì)量的三元鋰電池在能量密度上的優(yōu)勢(shì)，折算成單位能量密度成本rmb/Wh的話，三元鋰電池較前面提到的五種鋰離子電池還是有不小的優(yōu)勢(shì)的，起碼不差。
至此，6種鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)便介紹完了，內(nèi)容不少，一次性記住不太現(xiàn)實(shí)。不過沒關(guān)系，小編特意做了一張圖表，大家可以保存在手機(jī)里，選購(gòu)電動(dòng)車時(shí)掏出來一看，你就是周圍100米內(nèi)最厲害的汽車達(dá)人！
簡(jiǎn)單總結(jié)一下，鋰離子電池的應(yīng)用就是一個(gè)相互博弈的過程——每種鋰離子電池都有它的優(yōu)勢(shì)和不足。大家選購(gòu)新能源車，肯定希望它跑得又快又遠(yuǎn)還足夠便宜，所以，能量密度和比功率均完勝對(duì)手的三元鋰電池脫穎而出，成為目前市場(chǎng)中的主流。
