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火狐直播:电池专题|燃料、三元、磷酸铁锂电池到底谁是未来?
来源:火狐app下载 作者:火狐体育在线 更新于:2023-11-22 06:23:39 阅读: 70

  电池对新能源汽车的重要程度并不亚于电动机。而电池的选择十分令人纠结。因为无论哪种类型的电池,都是“善与恶的结合体”。不同的电池,优势和弱点都很突出。燃料电池、三元锂电池和磷酸铁锂电池,都在通过不断的技术革新扬长避短,几款电池的市场受宠程度也在交替上升。】

  继成为世界第一口罩厂之后,比亚迪又成功推出了刀片电池,这款电池解决了安全性与续航能力之间的矛盾,堪称是动力电池技术的一次革命。

  新能源汽车搭载的电池最主流的有三类,一是磷酸铁锂电池,二是三元锂电池,三是燃料电池。比亚迪的刀片电池,属于磷酸铁锂电池。

  最先崛起的王者,磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池价格不高,最大的优点是稳定,安全性高,所以曾经是新能源汽车的搭载首选。但这种电池单位体积内的包含的能量较低,简单说,供电量有限,续航能力低。而客户恰恰对”续航里程“格外钟情,所以磷酸铁锂电池的辉煌没能延续。

  后来居上的是三元锂电池。同样是比亚迪生产的电池,磷酸铁锂电池的单体单位体积内的包含的能量为150Wh/kg,三元锂电池单位体积内的包含的能量则达到了200Wh/kg。这就从另一方面代表着,使用三元锂电池,能轻松实现更高的续航能力。国家政策对高续航的车型更为倾向,同时消费都也都会存在对续航里程的焦虑。如果车辆采用传统的磷酸铁锂则会影响续航里程,这样就不容易拿到补贴,车也不好卖。所以三元锂电池一度成为市场的宠儿。包括比亚迪在内的新能源汽车厂,都至少有一部分车型使用了三元锂电池。在去年,以三元锂电池为主导的特斯拉,销量超越比亚迪变成全球第一的电动汽车工厂。

  燃料电池昙花一现,但却有不可忽视的潜力。燃料电池最特殊。前两类电池的功能是储存电,燃料电池的功能是发电。这是一种将燃料与氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置。目前使用最广泛的燃料是氢气。在工作时,燃料和氧化剂由外部供给进行反应,不断释放电能。燃料电池蕴含的能量巨大,动力充沛,续航里程不是问题。关于燃料电池,此前最蹿红的是青年汽车。曾有一则新闻:《水氢发动机河南南阳下线,车辆只需加水即可行驶》。里面的主角是青年汽车集团。所提到的车辆,只需要加水就可以。过程是这样,水转换成氢,氢发电,电驱动汽车行驶。这里的核心是燃料电池。但是,用什么能量把水转换成氢?青年汽车直到走完破产程序也没有说清楚。

  燃料电池汽车还没有线年底,全球一共才售出了6475辆氢燃料电池乘用车。2019年1-11月,中国燃料电池汽车销量为1337辆。就算2019年市场不好,这些销量依然可以被忽略不计。燃料电池汽车还面临一个问题,就是只有少数的加氢站。加氢站的建设是燃料电池汽车商业化的关键。

  除了以上三大电池,还有一些非主流,也是不可忽视的竞争者。除三大主力之外,特斯拉已着手研发四元锂电池,将来没准还有五元、六元,或者十块钱的电池。同样在三月,韩国三星推出了全固态电池。固态电池一度被视为最适合电动车使用。大众今年推出了搭载固态电池的奥迪PB18 e-tron。除了拥有跑车的速度,这款车还拥有15分钟完成充电的超能力。

  2020年3月29日,刀片电池的发布会上,王传福公布了刀片电池在针刺测试时的视频。王传福说:因为三元锂电池过不了这个测试,所以国家已不再将该测试作为电池的强制检验办法。但比亚迪为了追求安全性,还是进行了被称为“珠穆朗玛峰”的针刺测试。测试是这样的,用3-8毫米直径的钢针刺穿电池,从而模拟电池遇到故障或者事故时的短路状态。

  在播放的视频的视频中,刀片电池被贯穿之后,没有明火、没有冒烟,甚至温度都无显著的升高。放置于电池表面的鸡蛋,没有因为受热而有明显的变化。对于刀片电池的原理,比亚迪作出了解释。磷酸铁锂电池的弱点是单位体积内的包含的能量低。比亚迪的处理方法是调整组合方式,减少用以支撑的梁、柱,把空间让给真正有储电作用的电芯,使得单位体积内的包含的能量更高。刀片电池的体积与单位体积内的包含的能量之比比传统磷酸铁锂块状电池提高了50%。汽车的续航能力提高到了600公里。

  这一对矛盾说来话长,因为能量本身是危险的,能量越大,安全性自然越低。人力车没有危险,但是跑不远。要想跑得远,就要用汽油、氢气……,就可能会燃料、爆炸。既便搭载刀片电池,比亚迪“汉”的续航能力也只有605公里,这是磷酸铁锂电池的天花板。而特斯拉Model S的续航能力为660公里,特斯拉 Roadster的续航能力为1000公里。燃料电池方面,本田的Clarity,续航里程达到750公里。

  在续航里程方面,付出这么多努力,磷酸铁锂电池只能勉强与三元锂电池打平。而三元锂电池阵营显然不会止步不前。如果有必要,并不介意再提高一下能量密度。

  竞争的另一个焦点是安全性。磷酸铁锂电池有安全优势,并不代表另两类电池就不安全。特斯拉有一整套电池管理系统,在过充保护(OVP)、过放保护(UVP)、过温保护(OTP)、过流保护(OCP)这几个环节上都会下不少的功夫。通过外壳保护、及时切断等技术,安全性能也在日益提高。燃料电池需要走的路或许还要更长一些,目前看来技术还不成熟。但就像人类已经适应了“汽油”这么危险的能量源一样,人类也会渐渐习惯氢燃料,核燃料。而其澎湃的动力,是足以碾压储存型电池的。

  磷酸铁锂电池胜在安全;三元锂电池胜在单位体积内的包含的能量高,续航里程高;燃料电池的巨大优点是充能迅速,3-5分钟,就可以给车加满氢气。

  磷酸铁锂电池的另一个弱点令人担忧,其在低温下的表现不佳。而在中国的广袤北方、欧洲、北美,有太多的地方将会考验着电池的低温运行能力。温度降到-10℃,一块3500mAh的磷酸铁锂电池,承受低于100次的充放电循环之后,电量就会衰减至500mAh,基本就报废了。在北方的冬天,磷酸铁锂电池或许不是最佳的选择。

  但磷酸铁锂也有一个致胜的妙招,其对贵重金属的依赖度非常小。如果新能源进一步普及开来,材料供给将会成为新的瓶颈,而仅使用常规材料的磷酸铁锂无疑具有巨大优势。

  凭借刀片电池的胜出,比亚迪及旗下的弗迪电池,会有两三年风声水起的好日子。但是电池领域的拼杀并不会结束,会有更多的新技术脱颖而出。从而推动新能源汽车驰骋向前。

  在世界范围内,石油和天然气的储量充足,将来石油市场会呈现供大于求的局面。但中国的情况不大一样,中国的石油依靠输入。而随着国力日盛,对能源的需求将逐步扩大。从国家安全的角度考虑,中国不会允许能源命脉过度依赖他人。所以仅中国市场,就能够完全满足新能源企业的销量。而现在的技术加速迭代,正符合产业和国家战略的需要。

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