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新能源車電池的「亮瑜之爭」4
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5月10日,比亞迪在投資者互動平台表示,公司未來的插電式混合動力汽車將嘗試使用三元鋰電池。作為中國新能源汽車的領跑者,比亞迪一直青睞於磷酸鐵鋰電池,此次宣布開始嘗試使用三元鋰電池,不由得讓我們將注意力再次聚焦到三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池上。比亞迪剛剛上市的混合動力車型「宋」即搭載三元鋰電池, 「宋」的出現標誌著比亞迪開始從此前單一的磷酸鐵鋰電池路線中走出,三元鋰電池則開始嶄露頭角。作為一直青睞於磷酸鐵鋰電池的新能源汽車企業,為什麼在電池選擇上出現了巨大轉變呢?

眾所周知,對於新能源汽車來說,理想的電池應該具備如下五個特性:

 

一、能量密度夠大,可增加新能源車的續航里程;

二、功率密度夠大,有利用提高新能源車的加速性和爬坡能力;

三、能量補充夠快,減少新能源車充電的時間;

四、壽命和安全性兼備,提高新能源車的耐久性;

五、電池更換成本較低,有利於降低新能源車的成本。

上述這五個特性是評價動力鋰電池優劣的關鍵指標,然而三元材料、錳酸鋰與磷酸鐵鋰任何一個在這五個方面都不具有絕對優勢,導致動力鋰電池極材料技術路線的差異。

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1,電池能量密度

磷酸鐵鋰動力電池的理論能量密度有限,磷酸鐵鋰電池單體能量密度為120Wh/kg,成組後能量密度為80Wh/kg,因此現企業正在積極研發能量密度更高的磷酸鐵錳鋰材料新型動力鋰電池。三元電池能量密度較高,三元鋰電池單體能量密度為180Wh/kg,成組後110Wh/kg,相應的市場優勢明顯。因此在能量密度方面,三元鋰電池優於磷酸鐵鋰電池

2,電池的安全性

單從電池本身安全性上來講,磷酸鐵鋰電池的安全性目前認為要高於三元鋰電池。三元鋰電池,當自身溫度為250-350℃時,內部化學成分就開始分解,而磷酸鐵鋰電池當電池溫度處於500-600℃高溫時,其內部化學成分才開始分解。但是就正極材料問題,包括電解液,隔膜,PACK等都存在著一定的安全問題,同時影響電池安全性另一個因素應該是電池管理系統(BMS系統),這也解釋了為什麼特斯拉不誕生在美國汽車之家底特律,而是出現在科技之都矽谷,而且國外三元材料電池在新能源汽車上使用量遠高於磷酸鐵鋰電池。

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3,電池的空間占用

據悉,從空間上計算,在同樣容量的情況下,磷酸鐵鋰電芯比三元電芯多占用48.6%的空間。

日本和韓國近幾年主要開發以改性錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰三元材料為正極材料的動力型鋰離子電池,如豐田和松下合資成立的Panasonic EV能源公司、日立、索尼、新神戶電機、NEC、三洋電機、三星以及LG等。美國主要開發以磷酸鐵鋰為正極材料的動力型鋰離子電池,如A123系統公司、Valence公司,但美國的主要汽車廠家在其PHEV與EV中卻選擇錳基正極材料體系動力型鋰離子電池,並且據說美國A123公司在考慮進軍錳酸鋰材料領域,而德國等歐洲國家主要採取和其它國家電池公司合作的方式發展電動汽車,如戴姆勒奔馳和法國Saft聯盟、德國大眾與日本三洋協議合作等。目前德國的大眾汽車和法國的雷諾汽車在本國政府的支持下也正在研發和生產動力型鋰離子電池。

作為電池材料方面的兩種技術路線,三元鋰電池較之磷酸鐵鋰電池,因為具備更高的能量密度,被視為行業未來的重要發展方向,我們期待更安全更優秀的電池能被應用於新能源車研發中。

 

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