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[科技] 不懂电池,你怎么敢买电动汽车?

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发表在  4 天前 | 显示全部楼层 | 阅读模式
新能源汽车时代拉开大幕,不少人开始考虑买电动汽车。电动汽车和燃油车,表面上区别不大,开起来感觉也差不多,但车壳子里边装的东西,完全是两码事。
平时我们爱说汽车有“三大件”:发动机、变速箱、底盘;到了电动车上,“三大件”就酿成了:电池、电机、电控,如果再加上底盘,就成了“四大件”。
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▲电动汽车动力提供方式与燃油车完全差别

电动汽车“三大件”又称“三电”,“三电”占了电动汽车成本的50%左右,而电池又占“三电”成本的70%左右。买电动汽车,超过三分之一的钱是买了电池,花钱不说,电池决定了电动汽车的续航、充电速度等核心性能,还事关大家议论纷纷的电动汽车安全问题——
不懂点电池,买电动汽车是不是有点盲目了呢?
锂电分两种:磷酸铁锂、三元锂

能到车管所上牌的正规电动汽车,用的都是锂电池。正确地说,是锂离子电池。
为啥叫锂离子电池?因为这种电池的充放电过程,就是锂离子在正负极之间往返搬家的过程。电池的正负极,就是锂离子的两个家,充电时,锂离子从正极搬到负极里住,放电时,又从负极搬回正极里住。
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▲锂离子电池充电示意

锂离子电池,是目前最技能最先辈的电池之一。这种电池能量密度高,能存的电就多;循环寿命长,能充放电的次数就多,用的年头也长。
现在用在电动汽车上的锂电池,重要是两种:磷酸铁锂电池和三元锂电池。
名子一听就让人心慌,瞬间想找出中学化学讲义复习一下。算了,化学没学好也没关系,毕竟买电动汽车不用先去答一张化学试卷。简单来说,“磷酸铁锂”、“三元锂”,说的是电池的正极质料。
这两种东西,都是锂的复合氧化物。
磷酸铁锂电池和三元锂电池,不能简单说哪种好,只能说各擅胜场。磷酸铁锂电池胜在寿命长、安全性好、成本低,但能量密度和低温性能稍逊;三元锂电池胜在能量密度大,存电多,但安全性和寿命稍逊。
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▲磷酸铁锂电池的寿命长、安全性好(图片来自江淮汽车官网)

现在电动汽车都在比赛谁的续航长,以是,能量密度高、存电多的三元锂电池就成了主流。2017年从前,磷酸铁锂电池的份额还高达70%以上,到2018年,三元锂电池的份额就超过磷酸铁锂,现在市面上的这些家用电动汽车,满眼都是三元锂了。
别急,磷酸铁锂电池未必不能翻身,这事儿下文再说。
三元锂的523622811

都叫三元锂电池,但三元锂跟三元锂也不一样。
为什么叫三元锂电池?很简单,因为电池的正极质料是三元锂;什么是三元锂?就是有三种元素,和锂拉帮结派,组成了复合氧化物小团伙。
说是三元,也不是固定的某三种元素,而是分了门派。现在重要有两个山头:镍钴锰算一个,镍钴铝算一个。
先说镍钴铝。我国搞镍钴铝(按元素的缩写,业内又称NCA)的时间比力短,这种电池有一些技能壁垒,目前重要是日本和韩国的企业在生产,特斯拉现在用的三元锂电池,就是日本松下提供的镍钴铝电池。
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▲特斯拉的电池包,由几千个柱状镍钴铝电芯组成

国内主流的三元锂电池,是镍钴锰电池(业内简称NCM)。虽然都叫镍钴锰,镍钴锰跟镍钴锰也不一样,不一样的地方,重要是正极质料中,三种东西的比例不一样。
故意人大概已经注意到,在关于三元锂电池的新闻报道中,常常出现523、622、811的概念,这些数字是什么意思呢?
其实也不复杂,说的就是镍、钴、锰所占的比例而已。523,就是镍50%、钴20%、锰30%;622,就是就是镍60%、钴20%、锰20%;811,就是镍80%、钴10%、锰10%;
听到这里,估计某些理科没学好的同学又有点儿头大。没关系,听我这个文科生接着娓娓道来。
如果把三元锂电池拆开来说,重要是四部门:正极、负极、电解液、隔膜。正极和负极就不说了,是个电池都有,小学生都知道是什么意思;电解液好比是公路,锂离子在正负极之间往返搬家,就是通过电解液这条公路;隔膜的原理复杂些,大家只须要知道,这玩意儿是用来隔离正负极的就行,不隔离,不就短路了?
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▲锂离子电池重要由四部门构成(图片来自三星SDI官网)

三元锂电池能存多少电,重要看正极质料。正极质料就是锂离子的家,这个家的房间多,住的锂离子就多,电池的容量就大。而房间多不多,重要就是看镍钴锰这三种东西的比例怎么搭配。
简单来说,“三元”中的镍,重要管的是容量;钴,重要管的是寿命(充放电次数);锰,重要管的是稳定。换句话说,镍多,电池容量就大;钴多,电池寿命就长;锰多,电池安全性就好。
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▲三元锂电池的正极质料中,镍比例越高,电池能量密度就越高

为了进步三元锂电池的容量,就须要进步正极中镍的比例。以是你看,镍的比例在不断进步 ,从早期的NCM111,到近两年的NCM523、NCM611,再到本年纷纷上马的NCM811,电池能量密度越来越大,镍用得也是越来越生猛。
好比蔚来的ES8用的照旧NCM523,ES6就一跃而成NCM811。宝马的X1 PHEV、广汽新能源的Aion S、吉利的几何A等,纷纷用NCM811提升续航里程,造车新势力固然不会示弱,小鹏、合众等也有811电池车型上市。
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▲宝马X1插电混动版号称首款采用811电池的车型

镍用得多,钴和锰的比例必然会淘汰。电池的寿命和稳定性是不是会受影响?理论上会,但从技能上解决问题也不是不大概,谁知道呢!
哪种电池谁会是胜者?

现在唱主角的无疑就是三元锂电池,而且是“高镍”的三元锂电池。
这一方面是政策原因,续航里程长、电池能量密度高的电动汽车,能拿到的财政补贴就多;另一方面是各汽车厂商要抢风头,搞续航里程比赛,好像谁家的车续航长,谁家的技能就先辈。
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▲蔚来ES6使用了811高镍三元锂电池

随着补贴政策的“退坡”和退出,三元锂电池的“高镍”激动大概会冷静一下。而随着磷酸铁锂技能的进步,与三元锂互争雄长也在料想之中。
比亚迪8月份透露,将于来岁5-6月份推出的全新一代铁锂电池,体积比能量密度将提升50%,寿命长达8年120万公里,成本还可以节省30%。有分析说,磷酸铁锂的能量密度有望与622三元锂电池媲美,诚云云,再有安全性好、寿命长、成本低的加持,磷酸铁锂电池未尝不会再回舞台中央。
再过几年,就要看固态锂离子电池了。固态锂电池,电解质由液体酿成了固体,电容量大、充电速度快,又没有电解液走漏起火的风险,可谓理想的动力电池。全球已经有几家公司推出了固态电池的原型电池,也许三五年之内,这种电池就会异军突起。文/长城新媒体记者 傅雪峰


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发表于 4 天前 来自手机  | 显示全部楼层
为保住菊花,这个一定得回复!
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