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動力電池安全性解析：電動車的“頑疾”？

時間:2020-07-06 09:06來源:創(chuàng)業(yè)邦 作者:雷科技
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       電動車永遠離不開的三大話題：續(xù)航、充電和電池。
 
       隨著時間的遷移，大多數主流電動車更新迭代，其續(xù)航能力和充電速度都有一定的提升，唯獨是電池安全問題一直是電動車的痛點。
 
       近年來不時有電動車充電時自燃的新聞被曝光，讓不少人“聞充電色變”，停車也得躲著電動車和充電樁，生怕會惹火燒身。選購電動車的朋友也會有擔憂：電動車的電池壽命如何，充電安全性如何等等...
 
       電動汽車作為新能源汽車的主要發(fā)展方向，最大的安全隱患非動力電池莫屬。盡管我國已經有相當多關于電池系統(tǒng)安全和電池性能的法規(guī)，然而受動力電池先天的化學特性影響，在某些特殊工況下的不穩(wěn)定因素會導致自燃，且電動車的電池熱失控速率難以估計，撲滅的難度要比傳統(tǒng)汽油車更高。
 
       當然，現階段電池安全問題一直是電池廠家和汽車廠家首要考慮的大事。以市面上兩大電動車電池方案磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為例，我們今天就來分析下兩者的安全性和優(yōu)缺點差異。
 
       磷酸鐵鋰電池更穩(wěn)定
 
       磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在安全性上最大的區(qū)別在于耐高溫性，簡單來說就是誰受得了高溫，誰的穩(wěn)定性就越高，這點也是由它們各自的化學特性決定的。
 
       以磷酸鐵鋰電池為例，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵需要達到700-800攝氏度才會發(fā)生分解，即便發(fā)生猛烈撞擊、針刺和短路的情況，也不會釋出氧分子，也就不會產生劇烈的燃燒。
 
       與此相比較的三元鋰電池，其內部達到250-300攝氏度就會發(fā)生分解，遇到電池中可燃的電解液和碳材料，產生的熱量進一步加劇分解，從而發(fā)生爆燃的情況，這種不穩(wěn)定性也讓三元鋰電池在熱管理上需要達到較高的要求。
 
       得益于磷酸鐵鋰電池的耐高溫性和化學穩(wěn)定性，前期大部分純電動車幾乎都采用了磷酸鐵鋰電池，高工產研鋰電研究所(GGII)調研數據顯示，2015年和2014年，磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車市場上一直占據主導地位。
 
       不過自2016年以后，三元鋰電池的份額開始反超磷酸鐵鋰電池，并一直主導著動力電池的市場，這又是怎么一回事呢？
 
       三元鋰電池能量密度更高
 
       之所以三元鋰電池后來主導了新能源汽車的市場，最大的原因便是它的能量密度比磷酸鐵鋰電池更高，而國家的出臺的新能源政策表明，補貼與電池的能量密度是掛鉤的，換言之電池能量密度越高，廠家能拿到的補貼就越多。
 
       看到這里，很多人也許會質疑這些新能源車廠家，為了謀取暴利，寧可放棄安全性更高的磷酸鐵鋰電池，也要冒險選擇三元鋰電池。
 
       其實，磷酸鐵鋰電池并非最好的選擇，以比克電池提供的資料來看，18650電池的三元鋰電池，能量密度已經達到了232Wh/kg；而磷酸鐵鋰電池一直徘徊在170-190Wh/kg左右，加上前者能量密度大，體積更小，質量更輕，帶來空間性和續(xù)航能力的提升，是后者無法比擬的。
 
       當然，此處還要提及到動力電池的耐低溫性。眾所周知，電動車在冬天氣溫低的環(huán)境下，其續(xù)航表現是比較蛋疼的，基本上只能發(fā)揮電池的一部分性能。而磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在低溫下的表現各有差異，數據顯示，磷酸鐵鋰電池在零下20攝氏度時電池容量僅為常溫下的54%，三元鋰電池表現尚可，能達到常溫下的70%。在耐低溫性方面，三元鋰電池確實更有優(yōu)勢，相當于抵消了自身耐高溫性不足的缺點。
 
       磷酸鐵鋰電池前景可期
 
       從目前兩種裝配動力電池的品牌陣型來看，磷酸鐵鋰電池的裝配份額基本都體現在比亞迪的車型上，這點也為比亞迪DM和EV車型的安全性做了背書。其他還在用磷酸鐵鋰電池的品牌還有騰勢、北汽等。
 
       以三元鋰電池為代表的有特斯拉，還有蔚來、小鵬等國內造車新勢力。可見采用這類電池的品牌，它們旗下的車型都有著高性能、高續(xù)航等特點，完全滿足當下消費者對新能源車的需求，也憑借著這兩點優(yōu)勢，三元鋰電池迅速崛起，幾乎以壓倒性優(yōu)勢擊敗了磷酸鐵鋰電池。
 
       不過事情總會有反轉的時候，時間來到2020年，我們看到了磷酸鐵鋰電池再度崛起的苗頭。
 
       目前掌握著磷酸鐵鋰電池核心技術的比亞迪，將在今年推出最新的“刀片電池”技術，這項技術不僅極大提升電池安全性，壽命超過120萬公里，還把電池組體積縮小50%，這項技術無疑極大推進了磷酸鐵鋰電池的發(fā)展，官方表示該技術將會應用在即將上市的漢EV和唐EV的電池組上。
 
       另外，在工信部發(fā)布的新能源汽車推廣應用推薦車型目錄中，國產特斯拉Model 3標準續(xù)航版顯示配備的是一款“無鈷電池”，也就是不含鈷的磷酸鐵鋰電池。除了造車成本減少，電池能量密度降低，我們還發(fā)現這款國產Model 3的續(xù)航增加了23公里。由此可見，磷酸鐵鋰電池的實力在一定程度上已經不輸三元鋰電池。
 
       隨著未來新能源補貼的完全退出，更多的車企回歸到安全性更高、成本更低的磷酸鐵鋰電池也不是不可能，畢竟目前大部分消費者的里程需求還是在200-400km之間，性能方面的參數顯得并不重要。如果未來技術風口有變，我們也希望更多的廠家能回歸到更加靠譜的電池技術路線。
 
       寫在最后：
 
       對于新能源車企而言，自身產品有著再多的優(yōu)點和口碑，也抵擋不住一次自燃事故帶來的沖擊。正如俗話說“一次不忠，百次不用”，消費者最終看重的還是一輛車開起來是否可靠安全。目前新能源車的安全問題千瘡百孔，最終能否得以改進，皆在廠家的取舍問題上，我們也就靜觀其變吧。
 
(責任編輯：子蕊)
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