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不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

時間:2019-09-11 13:12:39  來源:  作者:

新能源汽車時代拉開大幕,不少人開始考慮買電動汽車。電動汽車和燃油車,外觀上區別不大,開起來感覺也差不多,但車殼子里邊裝的東西,完全是兩碼事。

平時我們愛說汽車有“三大件”:發動機、變速箱、底盤;到了電動車上,“三大件”就變成了:電池、電機、電控,如果再加上底盤,就成了“四大件”。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲電動汽車動力提供方式與燃油車完全不同

電動汽車“三大件”又稱“三電”,“三電”占了電動汽車成本的50%左右,而電池又占“三電”成本的70%左右。買電動汽車,超過三分之一的錢是買了電池,花錢不說,電池決定了電動汽車的續航、充電速度等核心性能,還事關大家議論紛紛的電動汽車安全問題——

不懂點電池,買電動汽車是不是有點盲目了呢?

鋰電分兩種:磷酸鐵鋰、三元鋰

能到車管所上牌的正規電動汽車,用的都是鋰電池。準確地說,是鋰離子電池。

為啥叫鋰離子電池?因為這種電池的充放電過程,就是鋰離子在正負極之間來回搬家的過程。電池的正負極,就是鋰離子的兩個家,充電時,鋰離子從正極搬到負極里住,放電時,又從負極搬回正極里住。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲鋰離子電池充電示意

鋰離子電池,是目前最技術最先進的電池之一。這種電池能量密度高,能存的電就多;循環壽命長,能充放電的次數就多,用的年頭也長。

現在用在電動汽車上的鋰電池,主要是兩種:磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。

名子一聽就讓人心慌,瞬間想找出中學化學課本復習一下。算了,化學沒學好也沒關系,畢竟買電動汽車不用先去答一張化學試卷。簡單來說,“磷酸鐵鋰”、“三元鋰”,說的是電池的正極材料。

這兩種東西,都是鋰的復合氧化物。

磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,不能簡單說哪種好,只能說各擅勝場。磷酸鐵鋰電池勝在壽命長、安全性好、成本低,但能量密度和低溫性能稍遜;三元鋰電池勝在能量密度大,存電多,但安全性和壽命稍遜。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲磷酸鐵鋰電池的壽命長、安全性好(圖片來自江淮汽車官網)

現在電動汽車都在比賽誰的續航長,所以,能量密度高、存電多的三元鋰電池就成了主流。2017年以前,磷酸鐵鋰電池的份額還高達70%以上,到2018年,三元鋰電池的份額就超過磷酸鐵鋰,現在市面上的這些家用電動汽車,滿眼都是三元鋰了。

別急,磷酸鐵鋰電池未必不能翻身,這事兒下文再說。

三元鋰的523、622、811

都叫三元鋰電池,但三元鋰跟三元鋰也不一樣。

為什么叫三元鋰電池?很簡單,因為電池的正極材料是三元鋰;什么是三元鋰?就是有三種元素,和鋰拉幫結派,組成了復合氧化物小團伙。

說是三元,也不是固定的某三種元素,而是分了門派?,F在主要有兩個山頭:鎳鈷錳算一個,鎳鈷鋁算一個。

先說鎳鈷鋁。我國搞鎳鈷鋁(按元素的縮寫,業內又稱NCA)的時間比較短,這種電池有一些技術壁壘,目前主要是日本和韓國的企業在生產,特斯拉現在用的三元鋰電池,就是日本松下提供的鎳鈷鋁電池。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲特斯拉的電池包,由幾千個柱狀鎳鈷鋁電芯組成

國內主流的三元鋰電池,是鎳鈷錳電池(業內簡稱NCM)。雖然都叫鎳鈷錳,鎳鈷錳跟鎳鈷錳也不一樣,不一樣的地方,主要是正極材料中,三種東西的比例不一樣。

有心人可能已經留意到,在關于三元鋰電池的新聞報道中,經常出現523、622、811的概念,這些數字是什么意思呢?

其實也不復雜,說的就是鎳、鈷、錳所占的比例而已。523,就是鎳50%、鈷20%、錳30%;622,就是就是鎳60%、鈷20%、錳20%;811,就是鎳80%、鈷10%、錳10%;

聽到這里,估計某些理科沒學好的同學又有點兒頭大。沒關系,聽我這個文科生接著娓娓道來。

如果把三元鋰電池拆開來說,主要是四部分:正極、負極、電解液、隔膜。正極和負極就不說了,是個電池都有,小學生都知道是什么意思;電解液好比是公路,鋰離子在正負極之間來回搬家,就是通過電解液這條公路;隔膜的原理復雜些,大家只需要知道,這玩意兒是用來隔離正負極的就行,不隔離,不就短路了?

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲鋰離子電池主要由四部分構成(圖片來自三星SDI官網)

三元鋰電池能存多少電,主要看正極材料。正極材料就是鋰離子的家,這個家的房間多,住的鋰離子就多,電池的容量就大。而房間多不多,主要就是看鎳鈷錳這三種東西的比例怎么搭配。

簡單來說,“三元”中的鎳,主要管的是容量;鈷,主要管的是壽命(充放電次數);錳,主要管的是穩定。換句話說,鎳多,電池容量就大;鈷多,電池壽命就長;錳多,電池安全性就好。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲三元鋰電池的正極材料中,鎳比例越高,電池能量密度就越高

為了提高三元鋰電池的容量,就需要提高正極中鎳的比例。所以你看,鎳的比例在不斷提高 ,從早期的NCM111,到近兩年的NCM523、NCM611,再到今年紛紛上馬的NCM811,電池能量密度越來越大,鎳用得也是越來越生猛。

比如蔚來的ES8用的還是NCM523,ES6就一躍而成NCM811。寶馬的X1 PHEV、廣汽新能源的Aion S、吉利的幾何A等,紛紛用NCM811提升續航里程,造車新勢力當然不會示弱,小鵬、合眾等也有811電池車型上市。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲寶馬X1插電混動版號稱首款采用811電池的車型

鎳用得多,鈷和錳的比例必然會減少。電池的壽命和穩定性是不是會受影響?理論上會,但從技術上解決問題也不是不可能,誰知道呢!

哪種電池誰會是勝者?

現在唱主角的無疑就是三元鋰電池,而且是“高鎳”的三元鋰電池。

這一方面是政策原因,續航里程長、電池能量密度高的電動汽車,能拿到的財政補貼就多;另一方面是各汽車廠商要搶風頭,搞續航里程競賽,好像誰家的車續航長,誰家的技術就先進。

不懂電池,你怎么敢買電動汽車?

▲蔚來ES6使用了811高鎳三元鋰電池

隨著補貼政策的“退坡”和退出,三元鋰電池的“高鎳”沖動可能會冷靜一下。而隨著磷酸鐵鋰技術的進步,與三元鋰互爭雄長也在意料之中。

比亞迪8月份透露,將于明年5-6月份推出的全新一代鐵鋰電池,體積比能量密度將提升50%,壽命長達8年120萬公里,成本還可以節約30%。有分析說,磷酸鐵鋰的能量密度有望與622三元鋰電池媲美,誠如此,再有安全性好、壽命長、成本低的加持,磷酸鐵鋰電池未嘗不會再回舞臺中央。

再過幾年,就要看固態鋰離子電池了。固態鋰電池,電解質由液體變成了固體,電容量大、充電速度快,又沒有電解液泄漏起火的風險,可謂理想的動力電池。全球已經有幾家公司推出了固態電池的原型電池,也許三五年之內,這種電池就會異軍突起。文/長城新媒體記者 傅雪峰



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2019-09-11   電動汽車  點擊:(17)  評論:(0)  加入收藏
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