鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1050次 | 2022年02月21日
電動(dòng)汽車動(dòng)力電池優(yōu)缺點(diǎn)
如果說(shuō)燃油車最重要的是發(fā)動(dòng)機(jī)，那電動(dòng)汽車最重要的非電池莫屬。如今，購(gòu)買電動(dòng)汽車的人越來(lái)越多，但面對(duì)各種不同的電池，購(gòu)車者往往一頭霧水，究竟哪種電池更好？哪種電池最適合我？
近日，記者就此采訪了北汽新能源公司的工作人員。工作人員表示，目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的電動(dòng)汽車電池，分別是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和錳酸鋰電池。這三種電池各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能籠統(tǒng)地說(shuō)哪種好，哪種就不好，不過(guò)購(gòu)車者可以根據(jù)不同的優(yōu)缺點(diǎn)選擇不同的電池。
·現(xiàn)狀·
多種電池搞暈購(gòu)車人
上周六，剛剛搖到新能源汽車指標(biāo)的張先生去聯(lián)合電動(dòng)汽車超市龍湖長(zhǎng)楹天街店購(gòu)車，他拿到該店銷售員提供的各款電動(dòng)汽車資料介紹后，被各種不同車型的不同電池給搞暈了。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
“同樣是北汽的電動(dòng)汽車，EV160的電池是磷酸鐵鋰電池，EV200的電池就是三元鋰電池，還有的車用錳酸鋰電池的，這都什么意思??？我也不是學(xué)化學(xué)的，這些電池到底哪個(gè)更好？”張先生一頭霧水。
經(jīng)過(guò)銷售員的講解，張先生才對(duì)這些電池有了一定的了解。但因?yàn)橹v解的時(shí)候都是口述，他只記得三元鋰電池比另兩種電池續(xù)航里程多，但價(jià)格更貴，其他的他也沒(méi)記得太清楚。
電動(dòng)汽車主要用三種電池
北汽新能源的工作人員告訴記者，電池從廣義上講主要可分為化學(xué)電池、物理電池和生物電池三大類，其中化學(xué)電池和物理電池已經(jīng)應(yīng)用于量產(chǎn)電動(dòng)汽車中，而生物電池則被視為未來(lái)電動(dòng)汽車電池的重要發(fā)展方向之一。
化學(xué)電池是目前電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電池種類，如鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、燃料電池等。這其中，最廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車的就是鋰離子電池，也就是我們常說(shuō)的鋰電池。根據(jù)電池正極材料的不同，鋰電池又可以分為磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池和錳酸鋰電池等。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
北汽新能源的工作人員告訴記者，以上這三種化學(xué)電池各有其優(yōu)勢(shì)性，很難說(shuō)哪種電池是最好的。車主在購(gòu)車時(shí)，除了看汽車性能、價(jià)格和外觀外，還需根據(jù)自身對(duì)電池需求進(jìn)行選擇。
·解析·
錳酸鋰電池
成本較低廉續(xù)航里程短
錳酸鋰電池其標(biāo)稱電壓達(dá)到3.7V，以成本低，安全性好被廣泛使用。目前，日產(chǎn)啟辰晨風(fēng)使用的正是這款電池。錳酸鋰電池?fù)碛休^好的安全性能，而且振實(shí)密度較大，同樣體積下電池中能裝下更多的物質(zhì)，擁有更高的電量。由于錳元素儲(chǔ)量高，資源豐富，生產(chǎn)制造錳酸鋰電池的成本也較低，能降低消費(fèi)者的購(gòu)車成本。
但錳酸鋰電池的缺點(diǎn)也很明顯。其能量密度與磷酸鐵鋰電池類似，對(duì)于整車的續(xù)駛里程有一定影響。與其他鋰離子材料相比，錳酸鋰電池的耐高溫性能也較差，相對(duì)壽命也會(huì)受到影響。
此外，由于錳的本身性質(zhì)不太穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生氣體，因此多用于和其他材料混合使用，以降低電芯成本，但其循環(huán)壽命衰減較快。同時(shí)，不穩(wěn)定性也會(huì)使電池本身容易發(fā)生鼓脹。
磷酸鐵鋰電池
價(jià)格較便宜-5℃以下充電難
據(jù)北汽新能源的工作人員介紹，目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車普遍采用的電池體系就是磷酸鐵鋰電池，其優(yōu)勢(shì)是安全性能好、循環(huán)壽命長(zhǎng)且價(jià)格低廉。
磷酸鐵鋰電池的安全性好，可以在390℃以內(nèi)的高溫下保持穩(wěn)定，不會(huì)因過(guò)充、溫度過(guò)高、短路、撞擊而產(chǎn)生爆炸或燃燒，可以輕松通過(guò)針刺實(shí)驗(yàn)。此外，磷酸鐵鋰電池的使用壽命也比較長(zhǎng)，理論壽命可以達(dá)到7-8年。
磷酸鐵鋰電池的熱穩(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的，當(dāng)電池溫度處于500℃-600℃高溫時(shí)，其內(nèi)部化學(xué)成分才開(kāi)始分解。
但受限于材料本身和技術(shù)方面的原因，磷酸鐵鋰的能量密度較低，北汽新能源的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)的能量密度達(dá)到了90Wh/kg以上，這一數(shù)字在國(guó)內(nèi)已經(jīng)處于領(lǐng)先水平，但和三元鋰電池相比仍有不小差距，這對(duì)于整車的續(xù)駛里程有一定影響。此外，磷酸鐵鋰電池的容量較小，同樣的電池容量，磷酸鐵鋰電池的重量更重、體積更大，也影響了其續(xù)航里程。
磷酸鐵鋰電池在低溫下的表現(xiàn)也是目前一部分新能源車主的痛點(diǎn)所在，冬天一般只允許在-5℃以上直接充電，不能滿足北方車主在冬天低溫下充電的需要。
此外，磷酸鐵鋰電池平整的放電平臺(tái)也給電池荷電狀態(tài)（即SOC）估算帶來(lái)了困難。電池SOC估算是電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)中重要的一部分，SOC反映了電池的剩余容況，即在一定的放電倍率下，當(dāng)前電池的剩余容量與總的可用容量的比值。磷酸鐵鋰電池的電壓平臺(tái)和嚴(yán)重的兩端極化則不利于SOC的估算。
三元鋰電池
體重輕小續(xù)航里程非常棒
此前，只有特斯拉等國(guó)外少數(shù)電動(dòng)汽車廠商使用三元鋰電池。但從去年開(kāi)始，北汽EV200也開(kāi)始使用三元鋰電池。三元鋰電池是一種使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池，此前在筆記本等電子設(shè)備領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，如今也為越來(lái)越多的車企運(yùn)用于新能源車的動(dòng)力儲(chǔ)備方面。
總體來(lái)說(shuō)，三元鋰電池具有能量密度高的突出特點(diǎn)，因此在同樣的電量下，三元電池系統(tǒng)的重量更輕、體積更小，使得整車的續(xù)駛里程可以大幅提升。此外，三元鋰電池還具有低溫性能好、放電倍率高、一致性好和SOC估算簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
與磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池的能量密度要高出許多，北汽新能源的三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>系統(tǒng)能量密度能達(dá)到105-120Wh/kg，這也就意味著同樣重量的三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程更長(zhǎng)；在具備相同電量的前提下，三元鋰電池的重量更輕、體積更小。
三元鋰電池的低溫性能好。北汽新能源針對(duì)北方的低溫使用需求，通過(guò)采用定制開(kāi)發(fā)的低溫改善型電芯，動(dòng)力電池系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)-20℃直接充電，這大幅縮短了冬季充電時(shí)間。以北京為例，全市12月-2月的低溫普遍約為-9℃至-6℃，極端最低氣溫更可達(dá)到-20℃至-15℃，在此環(huán)境下，一般的車載電池就會(huì)因無(wú)法充電而停止工作，而北汽新能源的三元鋰電池則可正常使用。
但其缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，三元鋰電池的熱穩(wěn)定性不如磷酸鐵電池，當(dāng)其自身溫度達(dá)到250℃-350℃時(shí)，內(nèi)部化學(xué)成分就開(kāi)始分解。因此對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了極高的要求，需要為每節(jié)電池分別加裝保險(xiǎn)裝置，這就會(huì)加大其經(jīng)濟(jì)成本。同時(shí)，由于全球鎳、鈷資源緊張，其大量應(yīng)用可能導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格上漲，也會(huì)增加未來(lái)的用車費(fèi)用。
除此之外，三元材料的脫氧溫度是200℃，放熱能量超過(guò)800J/g，并且無(wú)法通過(guò)針刺實(shí)驗(yàn)。這就表明了三元電池在內(nèi)部短路、電池外殼損壞的情況下，很容易引發(fā)燃燒、爆炸等安全事故。另外，由于三元鋰電池材料本身的性質(zhì)，導(dǎo)致三元鋰電池在使用壽命上相對(duì)較短。
·未來(lái)·
石墨烯電池將
改變汽車行業(yè)
如今，電動(dòng)汽車的發(fā)展都聚焦在電池上，電池制造商都在著力讓電池在不減少電能儲(chǔ)備的情況下變得更輕小。
生物電池一直被視為未來(lái)電動(dòng)汽車電池的重要發(fā)展方向之一。2013年科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以把細(xì)菌體表蛋白生成的能量收集起來(lái)，作為電能。
但由于技術(shù)條件的制約，生物燃料電池的研究利用還處于不成熟階段。遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到全面推廣的時(shí)期。目前，科學(xué)家們正在為生物電池能夠盡快地應(yīng)用到電動(dòng)汽車上而不斷努力著。
相比較看似遙遠(yuǎn)的生物電池，目前最有望改變電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程乃至整個(gè)汽車行業(yè)的是石墨烯電池。
在鋰電池內(nèi)添加石墨烯，可以幫助鋰電池降低產(chǎn)能時(shí)的熱量，達(dá)到減少能量損失的目的，最終避免大量能量被浪費(fèi)，同時(shí)也能減少熱量對(duì)電池的損害，提高電池的使用壽命。
石墨烯電池的普及將會(huì)是電動(dòng)汽車的飛躍，一旦石墨烯電池應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，對(duì)整個(gè)汽車行業(yè)將是顛覆性的改變。
目前，在中國(guó)無(wú)錫、青島、常州等地都建有石墨烯產(chǎn)業(yè)示范基地，全世界的科學(xué)家都在致力于盡快讓石墨烯電池量產(chǎn)。
