鉅大LARGE | 點擊量：494次 | 2023年02月10日
為什么TSLA用三元鋰離子電池，而比亞迪用"鐵電池"呢？
新能源汽車取代傳統(tǒng)燃油車的大幕剛剛拉開，競爭已經(jīng)非常激烈。面對這個空白的領(lǐng)域，大家都是摸著石頭過河，誰也不了解自己走的路是否一定對，都在不停試錯。大家都了解，關(guān)于純電動汽車來說，最重要的三大件是電池、電控和電機。誰能在這三個技術(shù)上領(lǐng)先，那就有很大幾率成為行業(yè)領(lǐng)先者。但這三個系統(tǒng)，沒有一個是好搞的，都是無數(shù)科研人員不分白天黑夜用實驗和數(shù)據(jù)做出來的。不過在筆者看來，這三者最難的，還是電池系統(tǒng)。
首先，電機發(fā)展的時間很早，大概比燃油機還早了四十年。在100多年的發(fā)展中，電機技術(shù)早就成熟，同等質(zhì)量的電機和燃油機比較，無論在工作效率/壽命上，還是能耗/穩(wěn)定性上，電動機都完勝發(fā)電機，而且價格更便宜，維護保養(yǎng)成本也更低。
但電動汽車有個致命缺點電池。比如同樣跑1000公里，油耗低的汽車只要60-70升油，重量不過50多公斤，中間加油也不過5分鐘；而電動汽車目前的續(xù)航基本都在300-500公里，500以上都是鳳毛麟角。這就要背著600公斤的電池包來回跑，并且要充電3次，每次都至少3小時。這無疑直接阻礙了電動汽車的發(fā)展。
那么目前電池系統(tǒng)的現(xiàn)狀是怎么樣的？
首先目前的電池重要分為四大類：氫燃料動力電池、鋅空氣電池、飛輪電池、鋰離子電池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
氫燃料動力電池各國都在做，不過目前還沒有應用價值。它造價最高，而且材料難得，價格高到能直接把一輛車售價翻三倍。另外氫燃料動力電池的干糧的氫氣，氫氣這種東西儲存難、運輸難，還容易爆炸。所以目前仍在努力。
飛輪電池各位可能不太清楚，它由內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)的電機、儲能電池組成。保時捷918上就有用一臺飛輪電池系統(tǒng)，它最拿手的是能量回收，提升加速性與動力性；優(yōu)點是其中沒有化學成分，純物理結(jié)構(gòu)的它不用擔心爆炸。但是造價實在太高，只有918這種優(yōu)秀超跑才能用的，所以目前也不考慮。
鋅空氣電池在汽車電池界更沒法混。它的續(xù)航里程和鋰離子電池相當，價格低到?jīng)]朋友。但無奈的是它能供應的瞬時能量太少，導致搭載它的電動汽車在爬坡和加速時，完全跟不上節(jié)奏，就像是掛了一檔的汽車，干吼不走。
所以目前來看，扛把子的還是鋰離子電池陣營。其中分為三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池（鐵電池）。特斯拉用的三元鋰離子電池，因為這款電池的密度高，質(zhì)量輕，而且續(xù)航能力不差。它最大的缺點就是安全性和穩(wěn)定性略差，還非常規(guī)，更重要的是它容易發(fā)生失火、爆炸的情況。假如遇到極端碰撞情況，爆炸時只能祈禱上帝了。其中特斯拉ModelS就是搭載松下最新的鋰離子電池，它用軟件解決充電放電中的安全問題，這就是特斯拉最大的優(yōu)勢。但即使如此，它的安全性也是最低的。結(jié)果大家都看到了~
以比亞迪為代表的車企用的是鐵電池，它的優(yōu)勢是價格、功率密度、性能等各方面均衡，而且造價便宜。但就是太重，而且極端情況下（冬天），電量會掉的很快，但目前仍然是主流電池。
總體來說，氫燃料動力電池和鋅空氣電池發(fā)展不成熟，還要建立一整套完整的產(chǎn)業(yè)鏈才能商業(yè)化；飛輪電池造價太高，只有超跑能用得起；鋰離子電池未來很長一段時間都是主流，其中三元鋰離子電池性能強密度高，但是造價高且安全性弱；鐵電池各方面均衡，安全性好，是目前最被看好的電池。
所以很多人說特斯拉用松下的三元鋰離子電池就是有良心的象征，比亞迪用鐵電池就是偷空減料，這是不對的。電池還有很長一段的路要走，誰好誰壞還沒有定論。高溫下三元材料易燃，存在的安全風險比較大。中科院物理研究所研究員黃學杰表示，總結(jié)以往發(fā)生事故的相關(guān)經(jīng)驗來看，鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會出現(xiàn)自加熱，起火后很難控制，而磷酸鐵鋰材料到了250℃以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，安全性相對較高。
據(jù)介紹，單從材料特性而言，兩種材料到達一定溫度時都會發(fā)生分解，三元鋰材料大概在200℃發(fā)生分解，磷酸鐵鋰則在700℃~800℃時才發(fā)生分解。并且，三元鋰材料的化學反應更加劇烈，會釋放出氧分子，在高溫用途下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應。磷酸鐵鋰發(fā)生分解時不會釋放氧分子，燃燒也沒有那么劇烈。因此，僅從鋰離子電池的正極材料特性而言，三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火或發(fā)生意外事故。
同時，一個很簡單的道理，電池能釋放的能量越大，其存在的安全風險就越大。同比乘用車客車電池容量大，所以客車上裝配三元鋰離子電池提高了危險程度。比如純電動轎車電池容量一般為幾十千瓦時，而純電動公交車電池容量高達幾百千瓦時，隨著電池容量的新增，電池體積也在新增，其散熱性能變差，出現(xiàn)安全事故的可能性新增。高溫是電池事故的導火索，而且客車運輸人員較多，一旦出現(xiàn)事故其后果非常嚴重，可見三元鋰離子電池提高了新能源客車的危險系數(shù)。
上一篇：詳解動力鋰離子電池老化的原因
