动力电池被称为电动汽车的心脏;一辆电动车的电池是什么品牌,什么材质、容量大小、安全性能等已经成为衡量一台电动车的重要“维度”与“参数”。当前,一部电动车其电池成本一般是整车的30%-40%,可谓是核心配件!
目前市面上电动汽车采用的主流动力电池,一般分为两种:三元锂电与磷酸铁锂电池;接下来给大家简单做一下两种电池不同之处以及优缺点分析:
1、材料不同:
之所以称为“三元锂”“磷酸铁锂”主要指的是动力电池的“正极材料”的化学元素;
“三元锂”:
正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池。这种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三种材料的优点,形成了三种材料三相的共熔体系,由于三元协同效应其综合性能优于任一单组合化合物。
“磷酸铁锂”:是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重金属元素,原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。
小结
三元锂材料因为稀缺,且随着电动车快速发展而水涨船高,价格高,受上游原材料制约性强,是目前三元锂的一个特点;
磷酸铁锂,因为使用的稀有/贵金属比例较低,主要是廉价且丰富的铁元素,所以价格比三元锂电便宜,受上游原材料影响较小,是它的特点。
2、能量密度不同:
“三元锂电”:由于采用了更活泼的金属元素,主流的三元锂电池能量密度普遍在(140wh/kg~160 wh/kg),低于高镍配比的三元电池(160 wh/kg~180 wh/kg);部分重量能量密度能够达到180Wh-240Wh/kg。
“磷酸铁锂”:能量密度为一般为90-110 W/kg;部分友商创新的磷酸铁锂电池,例如刀片电池,能量密度可达120W/kg-140W/kg。
小结
“三元锂电”较“磷酸铁锂”最大的优势就是能量密度高,充电速度快。
3、温度适应性不同:
耐低温性:
三元锂电:三元锂电池的低温性能优异,在-20℃条件下可保持正常电池容量的约70%~80%。
磷酸铁锂:不耐低温:气温低于-10℃,磷酸铁锂电池衰减得非常快,磷酸铁锂电池在-20℃条件下只能保持正常电池容量的约50%~60%。
小结
“三元锂电”与“磷酸铁锂”在温度适应性方面有很大差异;“磷酸铁锂”更耐高温;耐低温的“三元锂电”在北方地区或者冬季,其续航能力更优异。
4、寿命不同:
如果把剩余容量/初始容量=80%作为测试结束点,来测试:
磷酸铁锂电池包比铅酸电池和三元锂电池的循环寿命都长。我们车载铅酸电池中的“长寿命”者不过300次左右;三元锂电池理论上可达2000次,实际应用到1000次左右容量会衰减到60%;而磷酸铁锂电池真实寿命即达到2000次,此时还有95%的容量,其理念循环寿命更达到3000次以上。
小结
动力电池,是电池中的技术塔尖,两种锂电都相对耐用,理论上来讲,三元锂电池寿命是2000次充放电循环,我们算作一天一充,也能维持5年多。
由于磷酸铁锂电池不含有贵重金属材料,因此原材料成本就可以被压缩的非常低廉。而三元锂电池是以镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池,因此成本会比磷酸铁锂电池贵很多。
三元锂电池主要由正极采用“镍钴锰酸锂”或者“镍钴铝酸锂”的三元正极材料 ,主要以镍盐、钴盐、锰盐为原料。其中这两种正极材料中的“钴元素”属于贵金属。根据相关网站的数据显示,国内的钴金属参考价格为41.3万元/吨,并且随着材料的减少,导致价格还在持续走高。目前,三元锂电池的成本在0.85-1元/wh,并且目前随着市场需求有不断上升的趋势;而不含有贵金属元素的磷酸铁锂电池的成本仅为0.58-0.6元/wh左右。
小结
由于“磷酸铁锂”不含钴等贵重金属,所以其价格只是三元锂电的0.5-0.7倍;价格便宜是磷酸铁锂的一大优势。
所以到底选什么电池呢?
这个答案,仁者见仁智者见智。磷酸铁锂电池和三元锂电池其实说白了各有优劣。其中,磷酸铁锂电池具有耐高温、安全稳定性强、价格便宜、循环性能更好的优势;而三元锂电池则是更耐低温、拥有更高的能力密度,当然其价格也更高。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。