能量密度低抗寒性差,为啥比亚迪还要用磷酸铁锂电池?
为了增加纯电动汽车的续航里程,很多车型都选用了密度更高的三元锂电池。磷酸铁锂电池能量密度相对较低,而且抗寒性较差,为什么比亚迪还要继续使用呢?个人认为主要有以下几个方面的原因。首先,虽然磷酸铁锂电池能量密度低,抗寒性差,但是也具有自身的优势。磷酸铁锂电池正是由于能量密度较低,所以稳定性较高。磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,所以即便在高温条件下,也很难发生热失控的现象,这点相比三元锂电池而言具有一定的优势。其次,成本考虑。相比其他动力电池采用钴等贵金属不同的是,磷酸铁锂电池采用LiFePO4作为正极材料,造价较低。而且在大功率放电和使用寿命的方面,都比三元锂电池优势明显。而现在之所以大力发展纯电动汽车,很重要一方面原因就是环保,磷酸铁锂电池无毒无污染,符合欧洲RoHS规定,环保性更强。最后,技术趋于稳定。比亚迪在三元锂电池占据一定市场份额的今天仍然采用磷酸铁锂电池,也是基于自身考虑。因为比亚迪在磷酸铁锂电池领域已经深耕多年,技术也趋于稳定。而且采用自己生产的磷酸铁锂电池,同样有利于控制成本,使整车售价在未来的市场上具有一定的优势。总 结从上述几方面情况不难看出,虽然能量密度低,抗寒性较差,但是比亚迪还要使用磷酸铁锂电池,主要是基于磷酸铁锂的自身优势和成本等方面考虑。不知大家是怎么认为的呢?欢迎留言讨论!
事实上,从2017年下半年起,比亚迪新能源乘用车已经开始以能量密度更高的镍钴锰三元锂电池,替换之前普遍使用的磷酸铁锂电池,作为动力电池了。不过,在新能源客车上,根据国家的要求,比亚迪的确一直在使用磷酸铁锂电池。和三元锂电池相比,磷酸铁锂电池在能量密度和低温适应性方面,的确有所欠缺。2018年底,我国三元锂电池单体电芯能量密度已达265kWh/kg,今年上半年宁德时代更是推出了单体电芯能量密度高达304kWh/kg的三元锂电池。而当前磷酸铁锂电池单体电芯能量密度最高只有180kWh/kg,一般的磷酸铁锂电池单体电芯能量密度只有140kWh/kg。能量密度优势,正是三元锂电池取代磷酸铁锂电池,占据新能源乘用车动力电池市场主流位置的根本原因。在低温适应性方面,三元锂电池也更具优势。数据显示,在低温使用下限值方面,三元锂电池为-30℃,而磷酸铁锂电池只有-20℃;另外,在相同低温条件下,三元锂电池冬季衰减率为15%,而磷酸铁锂电池衰减率则高达30%以上。比亚迪之所以在新能源客车上一直使用磷酸铁锂电池,主要是因为磷酸铁锂电池具有以下优势。1.安全性高。磷酸铁锂电池受到撞击、针刺,发生短路的时候,不会发生剧烈的燃烧,而且在800℃时才会出现分解,远高于三元锂电池300℃的分解温度,安全性方面完胜三元锂电池。2.成本较低。目前,磷酸铁锂电池的成本在每瓦时0.7元左右,而三元锂电池每瓦时价格在0.9-1元左右,使用磷酸铁锂电池,更能实现成本控制。3.寿命更长。磷酸铁锂电池的充电循环次数高达2000次,而三元锂电池只有800-1000次。4.环保性好。磷酸铁锂电池不含重金属材料,是一种绿色电池,对环境的破坏比三元锂电池要小得多。另外,新能源客车每天行驶路线固定,行驶里程不长,车内放置电池的空间很大,对续驶里程的要求不是很高,因此,使用能量密度较低的磷酸铁锂电池完全可以满足其续驶里程要求,再加上其比三元锂电池更好的环保性、经济性和安全性,所以比亚迪在新能源客车上一直使用磷酸铁锂电池,就不足为奇了。另据媒体报道,比亚迪计划于明年5-6月份推出体积比能量密度提升50%,寿命长达8年120万公里,成本节约30%的全新一代铁锂电池,届时预计新能源乘用车也将换上全新的磷酸铁锂电池。
确实磷酸铁锂电池低温损耗比较大,但是经过两三年的实践检验,我们不难发现三元锂电池在低温下同样衰减明显。两者的差距在10%左右,随着电池热管理技术的升级,通过电池自动加热系统可以大大改善这一问题。磷酸铁锂主要有三大优势,第一安全性高,第二成本低,第三寿命长、充放电效率高。安全性高:目前没有一种三元锂电池可以通过针刺试验,在被尖锐物体刺入电池箱后,必然引发爆燃。且耐高温性能较差。而磷酸铁锂电池的安全稳定性就要好的多了,不易燃。国际市场畅销车型日产LEAF采用此种电池,从未有不良事件报道。成本低:在大工业产品制造中,成本控制是产品市场的核心竞争力。比如现在市场上100度三元锂电池的成本价是10万元,那么磷酸铁锂100度只有6万元的成本。能便宜40%的对于整车成本控制方面可谓占有绝对优势。例如目前在售的比亚迪秦PRO EV600售价在20万元,那么因为改用磷酸铁锂,可以使得市场售价低于17万元。那么产品的市场竞争力就不止提升一个档次。寿命长、充放电效率高:目前三元锂电池的公认循环寿命在1000-1200次,而磷酸铁锂是2000-3000次循环,动力电池使用寿命可以增加一倍,对于消费者而言更有保障。另外,三元锂电池由于能量密度较高,通常只能允许1C的充电效率,而磷酸铁锂可以达到3C,且对于快充频率的容忍度更高。意味着使用磷酸铁锂电池快充可以比三元锂电*倍,10分钟可以充入50%的电池电量。只要充电桩给力,电动汽车跑长途不再需要*休息。
在回答楼主问题之前,我们先了解一下磷酸铁锂电池和三元锂电池的区别和他们的特性,我们都知道,纯电动汽车最核心的技术就是提供能量的电池,经过多年的发展,锂电池的种类也有很多,但是被广为使用的只有磷酸铁锂和三元锂电池,下面我们来看一下三元锂电池和磷酸铁锂电池,两者有什么区别。我们先来说一下,三元锂电池,三元锂电池一般是指采用镍钴锰酸锂,,三元正极材料的锂电池把作为三种不同的成分比例进行不同的调整镍盐、钴盐、锰盐,作为三种不同的成分比例进行不同的调整,所以称之为三元,包含了许多不同比例类型的电池,从形状上来区分,可分为软包电池,圆柱电池和方形硬壳电池,其标称电压可达到3.6至3.8V,能量密度比较高,电压平台高正时密度高,续航里程长输出功率较大,高温稳定性低,但低温性能比较好,造价也比较高。接下来我们再讲一下磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池则是采用磷酸铁锂作为正极材料,用铁来做电池原料,一来是成本比较低,二不含重金属对环境污染较小,还有就是工作电压为3.2伏,磷酸铁锂晶体中的po剑稳固,因此在零电压存放时并不会泄露高温条件下或过充时,安全性能高,可以快速充电,快速放电,而且无记忆效应,循环寿命比较高,它的缺点是低温性能差,正极材料振实密度小,能量密度较低产品的成品率和一致性饱受质疑。总结:由以上分析,我们可以看出这两类电池各有所长,在高温条件下,三元锂电池的材料会在200摄氏度时发生分解,产生剧烈的化学反应,释放出氧原子,并在高温作用下极易产生燃烧或爆炸的现象,而低温条件下,气温低于10摄氏度以下,磷酸锂电池衰减的非常快,经过不到100次快速充电循环电池容量将下降到初始容量的20%,基本与寒冷地区的使用没了缘分,而三元锂电池的低温性能优异,在零下30摄氏度条件下,可保持正常电池容量,更适应北方低温地区的使用条件。
电池对于车辆来说是车子的核心部件,关乎着车辆的用车安全和车辆的续航里程等,对于目前市面上的新能源电动汽车来说,大多数都是采用以三元锂电池,但是作为国内新能源汽车领头羊的比亚迪,大部分车型则都采用的是磷酸铁锂电池,对于磷酸铁锂电池电池来说,其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁等资源含量丰富,不会有原材料紧缺的问题;而且在高温与高热环境下的稳定性高,不足点就是电池的能量密度低抗寒性差。为什么比亚迪还有用磷酸铁锂电池,出现这样的情况,首先还是需要从电池的安全性能去考虑的,对于电池来说,必须保证使用安全可靠、性能稳定和成本低廉的动力电池,而磷酸铁锂电池在成本上面来说,要低于三元锂电池的,由于磷酸铁锂电池无需贵重金属材料,所以比较生产成本要低,那么对于车辆的生产成本来说就可以得到控制。其次对于磷酸铁锂电池来说,电池的热失控温度基本上在500度以上,而相比于三元锂电池要在300度左右,所以三元锂电池的热稳定性要低于磷酸铁锂电池,最后就是电池的使用寿命,相对于三元锂电池来说,磷酸铁锂电池的使用寿命要长于三元锂电池,根据三元锂电池的寿命来说,电池的循环寿命在2000次充放电循环后就会出现衰退,为磷酸铁电池则到3000次以上。综合来说,虽然磷酸铁锂电池的能量密度不如三元锂电池,但是在使用成本上面和电池的使用寿命上面来说都要高,最终还是电池的成本要低。正极材料其实更为普遍,降低成本不说还不会占用太多的资源。
回答这个问题之前首先要明确一点,现在比亚迪已经开始普遍使用三元锂电池了,毕竟这种电池在市场上更受欢迎,磷酸铁锂电池与三元锂电池相比,确实有着能量密度低、体积重量大、耐低温性差等缺点,但比亚迪以前之所以广泛使用,是因为他有很多优点是三元锂电池所比不了的。磷酸铁锂电池的耐低温性虽然差,不过有着更好的耐高温性,其电池电热风值可以达到350~500摄℃,而且化学性质更为稳定,在受到剧烈冲击、刺穿等破坏时不会发生化学反应,这些使得磷酸铁锂电池有了更高的安全性,同时还有着耐用度上的优势,反复充放电2000次以上还能达到80%以上的容量,这对用车而言会更有保证,而且在造价上更为便宜,这对于车企来说能够降低整车成本,从而增加整车的竞争力。综上所述,比亚迪之所以使用磷酸铁锂电池是有原因的,而且从目前的消息来看,比亚迪将会在明年推出新一代磷酸铁锂电池,其能量密度会达到160~180Wh/kg,也就是现在主流三元锂电池的水平,那再配合其高安全性和耐用度的优点,在未来还是很有市场潜力的。