笔者注:关于车用动力电池,除了本文要讨论的两种主流锂电池外,还有常见的镍氢、镍镉、铅酸、钴酸锂等电池,关于这些渐渐退出主流行列(镍氢除外)的电池,暂不讨论。
“你知道不?李铁柱听说小牛M1出事儿以后,开始看电动汽车了!”老王放下菜篮子,接着说:“听说这种车现在不用摇号是不?”
“嗯,在北京需要摇号,只不过摇号的人比配额少,所以就直接发放了。还有什么免购置税之类的优惠政策。”
“那现在都说车子是锂电池动力的好,你还说小牛N1的电池和特斯拉Model S的一样,那这写车的锂电池都一样么,是不是和手机的电池是一样的?”
“肯定不一样呀,现在的电动汽车普遍采用锂电池作为动力电池,而特斯拉Model S采用的是松下18650组成的电池组,单个这种电池比平常的5号电池大一些,也称为三元锂电池,而市面上还有一种主流的锂电池叫做磷酸铁锂电池,例如比亚迪,就专精这类电池。”
△ 市面上还有一种叫做A123的锂电池,这种电池实际上也是磷酸铁锂电池的一种。它主要在制造工艺上采用了纳米工艺等,增加了电池充放电能力。我国万向集团就收购了A123公司,进而收购了赖以该电池为动力基础的菲斯克(Fisker)汽车公司。图为菲斯克Karma。
“那这两种电池不都是锂电池,还能有啥区别呢?”老王问。
“虽然同是一颗土豆,但是除了炖土豆,不还能做酸辣土豆丝么?”笔者从老王菜篮子里拿出一颗土豆,接着说:“这两种电池虽然都采用锂元素,但是配上不同的‘配菜’(负极材料)和‘做法’(电池管理系统),做出不一样的菜是必须的啦!”
△ 三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。所以一般18650电池都会有一层钢壳保护,由于特斯拉的电池组是由7000块左右的18650电池组合而成,所以,虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护,但是在极端的碰撞事故中,起火隐患还是有的。
而磷酸铁锂电池则要稳定许多,电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧,遭到350℃的高温也不会起火(三元锂电池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸铁锂电池略胜一筹。
“哦!原来安全性差这么多呢!那为啥特斯拉还要用三元锂电池呢?”老王问。
“三元锂电池的能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子跑的距离也就更远,速度也能更快。特斯拉Model S充满电的续航里程400多公里呢。”
△ 不过,由于三元锂电池需要用大量的单个电池组合起来,所以电池的组的体积十分庞大,相比磷酸铁锂电池相对紧凑的体积,虽然在动力输出方面略胜一筹,但是也不得不承受对于车内空间的影响的副作用。
△ 官方标定60km/h等速巡航可达335km的腾势电动车,只采用了144节磷酸铁锂电池。
“上次小牛官方说可以回收电池,说是什么电池有衰减,为什么这么说呢?”老王接着问。
“虽然三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环,但在实际使用中,当进行900次的充放电循环后,电池容量就基本衰减到了55%。也就是说充满电只能跑原来里程的一半。”
“那怎么办?”老王有些着急。
“但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作,不榨光电池的精力,即使经过3000次的充放电循环,电池容量基本还能能够保持在70%左右。但这需要非常优秀的电池管理系统,所以特斯拉才会对自己的电池管理系统这么自豪。”
△ 不过,磷酸铁锂电池即便是经过3000次0-100%的充放电使用,容量也才会衰减到80%,所以磷酸铁锂电池的电池管理系统就没那么复杂,也就进一步降低了整车研发成本。图为采用磷酸铁锂电池驱动的比亚迪纯电动大巴车。
“那比亚迪用磷酸铁锂电池就是因为它皮实、安全?”
“其实咱们国家的锂矿、氧化铁磷酸盐储量丰富,制造磷酸铁锂电池有优势。而我国缺乏钴矿,制造必须采用钴元素的三元锂电池会有些困难。所以,我国许多车企(包括电池企业)发展磷酸铁锂电池是很现实的。”
所以,现在市面上采用三元锂电池的电动车,动力电池基本都是国外品牌产品(日本松下,韩国SK等),价格也相应要比采用磷酸铁锂电池的车型(同级别)贵一些。
△ 北汽EV200采用了来自韩国SK生产的三元锂电池,理论巡航里程达到200km,而它的前辈车型EV150则采用了磷酸铁锂电池,续航里程仅为150km。