新能源汽车与锂电池_新能源汽车与锂电池哪个好
1.新能源汽车用的锂电池属于危险品吗
2.特斯拉、比亚迪纷纷涉足,磷酸铁锂电池有何优势?为何会“回归”
3.新能源汽车的知识与常识
太平洋汽车网新能源汽车需要铅酸蓄电池。铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池,它以价格便宜、电压稳定、容易修复等优势,而成为电动自行车、老年代步车等交通工具动力电池的首选,也是汽车启动电池的主力军。
新能源汽车动力电池选择锂电池,而不是铅酸电池,是因为锂电池比铅酸电池更加适合作为动力电池,哪怕价格更高,但使用效果更好。
1.锂电池能量密度高。
由于新能源汽车的空间是有限的,所以它的电池容量主要是由电池能量密度所控制的。新能源汽车作为一种交通工具,续驶里程显得非常重要。如果没有足够大的电池容量支撑,新能源汽车就无法实现高续驶里程。目前,锂电池的能量密度基本可达200~260wh/g,最高的甚至已突破300wh/g,而铅酸电池能量密度只有一般在50~70wh/g。如果新能源汽车选择铅酸电池作为动力电池,续驶里程将只有目前的三分之一左右,根本不具竞争力。
2.锂电池更轻。
铅酸电池包含着大量的铅和硫酸,铅的密度是11.3437g/cm3,硫酸的密度是1.8305g/cm3;而锂电池主要构成物锂的密度仅为0.534g/cm3。所以,即便算上其它构成物,相同体积锂电池的重量也只有铅酸电池的三分之一左右。新能源汽车如果选择铅酸电池作为动力电池,将会使装备质量上升许多,从而增加整车能耗,加大车辆各部分的磨损,使车辆使用寿命缩短,续驶里程也更短。
3.锂电池充放电倍率大。
铅酸电池不支持大倍率充放电,所以它不支持直流快充,也不支持高转速电机工作。如果使用铅酸电池作为新能源汽车动力电池,车辆的最高车速估计无法突破100公里,爬坡能力和加速性能也会下降不少。
4.锂电池使用寿命长。
锂电池的充电循环次数可达800-2000次,而铅酸电池只有300次。使用锂电池作为动力电池,能有效减少新能源汽车使用寿命周期中更换电池的次数,总体算下来,电池费用更低。
5.锂电池没有记忆效应,不会因使用不当造成电池容量下降,续驶里程缩短。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
新能源汽车用的锂电池属于危险品吗
太平洋汽车网动力电池的直接作用是为电动汽车提供动力来源的电源,很多电动汽车的动力电池用三元锂电池,这种电池以钴酸锂锰酸锂或镍酸锂等化合物为正极,以可嵌入锂离子的碳材料为负极使用有机电解质。
新能源汽车三元锂电池主要作用和优缺点三元锂电池在容量与安全性方面比较均衡,是一款综合性能优异的电池。三种金属元素的主要作用和优缺点如下:Co3+:减少阳离子混合占位,稳定材料的层状结构,降低阻抗值,提高电导率,提高循环和倍率性能。
Ni2+:可提高材料的容量(提高材料的体积能量密度),而由于Li和Ni相似的半径,过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排,锂层中镍离子浓度越大,锂在层状结构中的脱嵌越难,导致电化学性能变差。
Mn4+:不仅可以降低材料成本,而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构,使容量降低,循环衰减。
能量密度高是三元锂电池的最大优势,而电压平台是电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,电压平台越高,比容量越大,所以同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航时间更长。单体三元锂电池放电电压平台高达3.7V,磷酸铁锂为3.2V,而钛酸锂仅为2.3V,因此从能量密度角度来说,三元锂电池比磷酸铁锂,锰酸锂或者钛酸锂具有绝对优势。
安全性较差和循环寿命较短是三元锂电池的主要短板,尤其是安全性能,是一直限制其大规模配组,和大规模集成应用的一个主要因素。大量实测表明,容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试,这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素,甚至混合锰酸锂一起使用的原因。500次的循环寿命在锂电池中属于中等偏下,因此三元锂电池目前最主要的应用领域是3C数码等消费类电子产品。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
特斯拉、比亚迪纷纷涉足,磷酸铁锂电池有何优势?为何会“回归”
太平洋汽车网新能源汽车用的锂电池属于危险品,由于电池属于危险品,在正常的订舱过程中会比普通货物多一个申报的步骤,因此需要在舱位审批完成以后、提到箱子以后,立马就要做申报流程。申报流程需要用到危包证。
新能源汽车使用的锂电池,是由爆炸、自燃的风险的。
以锂离子电池作为储能装置的新能源汽车,目前已经成为了市场主流。然而,随着新能源汽车的推广和应用,锂离子电池自燃的问题和汽车使用安全已经成为担心的问题。
锂是世界上最活泼的金属。锂离子电池体积小容量密度高,高能量密度的特性让其成为电动汽车的首选。锂离子电池在工作中是利用锂离子得失电子和迁移聚集来实现电能的储存的。
在电池充电时,正极里的锂原子会丧失电子成为锂离子,出现电势差。电解介质中的锂离子在电势差的用途下,向负极迁移聚集。放电时,整个程序倒过来。整个工作过程是由电极内的锂金属得失和电解液中的电子、锂离子的迁移来共同完成的。
然而,锂的化学特性太活泼。锂金属暴露在空气中,会与氧气出现激烈的氧化反应,从而出现燃烧、爆炸。
新能源汽车使用锂电池的注意事项:
1、外力引起的动力锂电池热失控导致的起火最常见。由于现在电动汽车用的动力锂电池都是由大量的锂离子电池组构成,整套动力锂电池体积非常大,安放在底盘上。这样就很容易在车辆发生碰撞时对电池组造成挤压,从而导电池发生变形、开裂、短路等损坏,触发热失控。
2、为了防止空气进入,锂离子电池都被封装在密闭容器冲,并为了防止外力破坏通常配以不锈钢外壳和铝合金外壳。例如,特斯拉的电动汽车,甚至用了钛合金防护板,以防止汽车使用中,尤其是交通事故中对电池容器的损伤。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
新能源汽车的知识与常识
还记得国内新能源市场刚兴起的时候,行业内充斥着大量使用磷酸铁锂电池的纯电动车。近些年来,伴随着新能源市场的不断升级与变革,曾经代表着“低端”的磷酸铁锂电池似乎正逐渐被人们所淡忘,三元锂电池则受到更多车企与消费者的青睐,成为市场上的主流。
然而就在前段时间,国产特斯拉Model 3确认使用磷酸铁锂电池以及比亚迪“刀片电池”的出现,则使得磷酸铁锂电池重新回到消费者的视野之中。那么,使用“低端”的磷酸铁锂电池是否是技术“倒退”?这一技术有哪些优势与劣势?其为何会在当下的时间节点选择“回归”?带着这些问题,湃客今天就和大家一起来聊聊。
在动力电池领域,三元锂与磷酸铁锂算是比较常用的两种锂离子电池。三元锂电池为正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池,而磷酸铁锂电池则因为正极材料为磷酸铁锂而得名。“三元”中含有一种贵金属——钴,从2017年以来,全球的钴材料价格便持续飙高,三元锂电池的价格也水涨船高。相比之下,磷酸铁锂电池制造起来会更加简单,使用的材料成本也更低,不含有镍、锰、铝、钴这类价格波动较大的金属元素,其制造成本相比三元锂电池低了20%左右。
根据真锂研究的数据显示,截至2019年年底,国内三元锂电池包的单价为1.05元/Wh;磷酸铁锂电池包的单价为0.8元/Wh。特斯拉与宁德时代达成协议后,将在国产Model 3以及未来的多款车型上使用磷酸铁锂电池,这些均可有效地降低成本。相比于现状而言,换装磷酸铁锂电池之后,特斯拉在成本方面至少会降低10%。如此一来,不仅零部件的国产化进程得以加快,而且与之带来的车价降低将助力特斯拉抢占更多的市场份额。
而除了造价便宜外,磷酸铁锂电池还具备稳定性好、安全性高等特点。磷酸铁锂电池正极材料电化学性能比较稳定,在充放电过程中电池结构不会发生变化。从特性上来说,其相比三元锂电池更具安全性,即便在短路、挤压、刺穿等特殊条件下,仍然不易发生爆炸。这点从前段时日,比亚迪“刀片电池”安全性的测试中也可以看出。
据悉,磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500℃以上,三元锂电池则低于300℃,一些高镍比例的三元锂电池热失控温度甚至低于200℃。此外,由于不含有重金属和稀有金属,磷酸铁锂电池会相对环保,也更利于回收。所以早年间,在综合成本、技术等因素之后,磷酸铁锂电池会成为新能源汽车的搭载首选。
照这么来看的话,磷酸铁锂电池似乎是“质优价廉”的选择,那为什么“沉寂”许久呢?
在经历“骗补”以及产品品质参差不齐的新能源发展初期阶段后,国家在补贴方面会越来越偏向于长续航里程、电池系统能量密度高的车型;对于普通消费者而言,更长的续航,往往也能带来更为舒心的用车体验。因此,车企的产品就不断朝着“高续航”这个方向靠拢。
但是,能量密度较低以及不易提升续航里程,便是磷酸铁锂电池的最大“劣势“。而三元锂电池则凭借着单体能量密度高、能带来更长的续航里程等特点,逐渐成为业界主流。虽然在用三元锂电池后,成本会提升不少,但是直观的续航提升、用户里程焦虑的减轻,再加之政策的补贴与扶持,三元锂电池无疑会是更好的选择。此外,再通过材料改性优化、表面包覆以及调整电解液等举措后,安全性也可得到不错的保障。
随着2019年6月底新能源车补贴的“退坡”,成本便成为电动车企业考虑的首要因素之一。补贴的逐渐退坡,再到完全消失,目前看来只不过是时间问题。如此一来,车企为了保持住车型的产品竞争力,对于动力电池的选择、成本以及收益的考量便需要重归“理性”,成本相对较低的磷酸铁锂电池又“回归”到车企与消费者的视野之中。
与此同时,伴随着技术的不断发展,磷酸铁锂电池曾经“续航能力不佳”的劣势也逐渐得到改善。前些年市场上磷酸铁锂电池电芯的能量密度在120-140Wh/kg左右,封包后电池系统的能量密度在90-100Wh/kg左右。反观三元锂电池,特斯拉21700电池的电芯能量密度可达300Wh/kg。而近几年来,比亚迪、力神、国轩等电池厂商量产的磷酸铁锂电池电芯单体能量密度已经可以达到190Wh/kg,并有望达到220Wh/kg。
而近期火热的比亚迪“刀片电池”实际上是一种称为CTP(Cell To Pack)的电池技术,即电芯直接成包。由于电芯用扁平化处理,多个单体“刀片”电芯通过阵列的方式排布在一起,并且长度可达到2500mm;电芯重组效率得到极大提升,在体积与能量密度上比传统磷酸铁锂电池提升了50%,整车寿命可达百万公里以上。以比亚迪汉EV为例,其电池系统的能量密度达到140Wh/kg,NEDC标准下续航里程可达605km;与一众用三元锂电池的车型相比,其在续航方面也丝毫不落下风。
走相似路线的还有宁德时代,在2019年年底宁德时代和北汽新能源发布了CTP电池包。宁德时代的CTP技术可以让电池包体积利用率提升15%-20%,生产效率提升50%,电池包零部件数量减少40%,系统能量密度增加10%-15%,最高达到200Wh/kg以上。
与此同时,伴随着新能源市场的日益成熟,除了需要特斯拉Model 3与比亚迪汉EV这类相对“高端”的车型外,续航适中、性价比较高的纯电动代步车也会成为市场的新需求。如此来看,循环寿命长、成本更低的磷酸铁锂电池则比三元锂电池要更适合这类车型。
在看完上述文字后,可能不少人会产生疑问了:是不是伴随着技术发展,磷酸铁锂电池会重新成为市场的“主流”?是否会与三元锂电池形成竞争态势?
虽然目前通过减轻电池包重量以及提升电池包整体能量密度的方法,使得磷酸铁锂电池可与三元锂电池抗衡,但磷酸铁锂电池终究在材料方面有所局限;其电芯单体的能量密度难有跨越式发展,而三元锂电池的能量密度则有较大的突破空间。简而言之,三元锂电池有大幅提升续航的可能,而磷酸铁锂电池则会显得较困难。
此外,磷酸铁锂电池的抗低温性也要比三元锂电池差不少。根据实验表明,在-20℃环境下,磷酸铁锂电池的容量会有近50%的缩水,三元锂电池的容量会缩减到75%。与此同时,磷酸铁锂快速充电的能力也不及三元锂电池。综合而言,磷酸铁锂电池会在中低端产品上逐渐“回归”。但反之,若是追求更多的使用场景(耐寒和快速充电)以及更强的性能表现,三元锂电池在未来仍旧会是相对主流的应用技术。
相信在看完上述文字后,大家都对于磷酸铁锂电池的“回归”有了一定程度的认识。它的回归以及封包技术的提升,均是市场逐渐趋于理性的体现。而伴随着补贴退坡加速与市场竞争的加剧,相信会有更多的新技术出现。诸如燃料电池、全固态电池以及四元锂电池等,都令湃客满怀期待。最后,作为消费者的你,对于磷酸铁锂电池的“回归”有什么想说的呢?欢迎在下方与我们留言互动。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
1.电池的选择
新能源汽车常见的电池只有两种,磷酸铁锂电池和三元锂电池,首先从电池上讲讲这两种电磁的选择和优缺点。
磷酸铁锂电池的循环寿命好,一般都能达3000-5000次。正常使用,维护保养正确甚至能达6000余次。不过按国家规定的80%以上能效标准水平算,实际上还会缩短一半,因为要是一直用到油尽灯枯,实际续航打对折或者更惨,就不太实用了。即1500~2500次,以70kwh 左右,500km续航(实际平均400km)计算,里程寿命大多应为60~100万公里。但若以80%原续航水平要求,可能会降至30~60万公里。磷酸铁锂的燃点高,能量密度较低,即同样电量的比重要比三元锂的大。虽然重了些,但是安全度高些。400度也不会起火爆炸,最多是冒烟。温度方面,活性也没有三元锂强,受温度影响大,主要是低温天气,磷酸铁锂对低温的抗性明显没有三元锂好。一般16度以下就会开始有一定的衰减,即实际续航开始降低。然后10度以下明显衰减,0度以下基本衰减一半了,极限温度要看汽车工艺和车机系统有没有加热等的功能了,但都无法避免更加耗电的情况。目前技术普遍都能达到-22℃左右的极限低温保证,在国内大部分地区都可以接受了。
三元锂电池:三元锂的循环寿命略低于磷酸铁锂,大多为1000-2000次水平。同样以70kwh,500km续航算里程寿命40~80万公里,若维持80%续航以上,大致为25~50万公里水平。三元锂电能量密度高,性质活跃,200多度就有燃烧爆炸的可能,同时,同样电量可以做到更低的重量,进一步提升了续航和载重能力。性质也更为活跃,冬天12度以下开始有衰减,2度以下有较大衰减,-10度以下水平打对折,低温的极限也相比磷酸铁锂更低一些。
两种电池各有优缺,怎么选择看个人需求。如果经常冬天用车或所在地区经常处于低温,还是推荐使用三元锂。如用车十分频繁,出租行业,考虑安全和寿命问题更多,就上磷酸铁锂。
2.功能的选择
现在很多新能源不像传统油车,功能上有了很多提升,有些油车其实也更进了,不过确实没有新能源的普及率高。首先驾驶系统,L2以下级别不太推荐,毕竟高速涉及人身安全的事,出了事故责任归属也分不清。不要以驾驶为目的去选择配置和车型,还是等技术更稳定成熟了再说吧,无论对于新手司机还是老手都一样,新手习惯了不好,换车突然不会开容易出事故,老手不习惯,习惯后也会更容易疏于观察和驾驶。
倒车影像&360全景&行车记录仪&报警雷达&防眩光:现在很多车型尤其新能源都是内置自带的,这些还是能上就上,用着方便。没有看着自己加,尤其一个全景或者广角的记录仪,360度无死角防碰瓷。
电动调节&座椅通风加热&天窗天幕&智能语音系统&车载冰箱:这些和传统车一样了,看需求自己选。
3.电机和负重的选择
新能源车辆,由于电池重,车重一般比同型车辆都会重很多。轮胎的压力就更大了,所以负重能力都不会很好,不要忽略这点,因为汽车的载重标准也是事故定则的一个依据。刹车制动,转向,电机压力,轮胎都会受其影响。要是只超一点点还好,要是超过40-50kg,那出事就有责任问题了。大部分车都是375kg,但有部分小车型是315kg左右,这点需要注意。另外车速问题,新能源车极速受电池和电机影响,调教后,不是都能开很快的。有些车型无论是太重还是太小,极速只有100kmh,甚至80-90kmh的也有,上高速有些吃力。考虑国内道路,提供到120-130kmh的最大时速还是有必要的。
声明:本站所有文章资源内容,如无特殊说明或标注,均为采集网络资源。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系本站删除。