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国产特斯拉降低的底气..

国产特斯拉降低的底气何在,磷酸铁锂电池或是答案
2020-05-21

最近电动车区域最引人关注的点莫过于国产特斯拉Model 3即将搭载宁德时代生产的磷酸铁锂动力电池。大概不少人都不明白何为磷酸铁锂电池,这种电池与目上电动车上常用的三圆锂离子电池有什么相似处,而且特斯拉为什么要决定磷酸铁锂电池。


动力电池的现状


动力电池区域目上主要有三圆锂和磷酸铁锂两大 技术实现 路线,两种电池的负极质料均是石墨,三圆锂电池由于其正极质料含有镍钴铝或者镍钴锰以是被叫做三圆锂,相应的正极质料里没有钴圆素的电池被叫做无钴电池,此道的代表就是磷酸铁锂电池


早期电动车刚起步时,磷酸铁锂也是区域主流之一,最近几年国家在补贴上偏向长续航里程的车型,易于 具有高能量密度优势的三圆锂电池应用更为广泛。其余,当时电动车刚刚兴起,即便在发达都市,充电桩的数量也极为有限,以是容量更大的三圆锂电池更受销费者欢迎。


就当下国家补贴逐年退坡,但销费者肯定不瞩望车企涨价,这就带来一个小case,电池底并没有降多少,补贴少了Price还不涨,车企就得做赔钱买卖,所夜阕酸铁锂电池重回主流。有研究数据显示,截至2019年年底,国内三圆锂电池包的单价为1.05圆/Wh;磷酸铁锂电池包的单价为0.8圆/Wh。这样的差价车企没法拒绝。


既然磷酸铁锂电池在底关键有着明显优势,为什么此上没有大规模的使用,最主要的原因就是能量密度。上几年环境上的磷酸铁锂电池电芯能量密度仅为120Wh/kg左右,而特斯拉Model 3上搭载的21700电池电芯能量密度为上者的一倍,所夜阕酸铁锂电池只在一些入门廉价的电动车上使用,在中牛逼电动车上是绝对看不到的。


甚至特斯拉计划使用磷酸铁锂电池的消息,说到底灰子 悄芰棵芏取R蛭偷毕铝姿崽绯氐哪芰棵芏纫丫辛嗣飨蕴嵘D可夏德时代的电池能量密度暂无数据,不过吾们拿比亚迪发布的磷酸铁锂电池来说,其能量密度已经达到190Wh/kg,基本赶上了主流三圆锂电池的水平,再揣摩到Price优势,车企转而使用磷酸铁锂电池是必然决定。


除了更低的底,磷酸铁锂电池还有一项优势是三圆锂电池无法比拟的,那就是销费者最关注的安全性。三圆锂电池由于质料较为活泼且燃点较低,以是耐 摄氏性远不如磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500度如该,三圆锂电池则低于300度,一些高镍比例的三圆锂电池热失控温度甚至低于200度,以是不难解释为什么搭载三圆锂电池的车一旦自燃就会燃烧的非常迅速。


特斯拉为什么要决定磷酸铁锂电池


吾们从国家工信部官网上获取了第333批《道路机动车辆生产集团及产品》申报目录信息,此道上海工厂生产的特斯拉Model 3车型搭载磷酸铁锂动力电池。早在本年2月,宁德时代便对外宣布已与特斯拉签订量产供货定价协议,特斯拉将向宁德时代推销锂离子动力电池。


除了即将推销宁德时代的磷酸铁锂电池外,特斯拉与宁德时代还在共同研发另一款长寿命、低底电池。特斯拉的这款全新电池是与宁德时代联合开发,再是还部署了特斯拉和马斯克招募的电池专家TEAM开发的相关 技术实现 。在中国推出下,特斯拉还将在包括北美在内的其他环境推出具有更高能量密度和存储容量、底更低的改进版电池。


so特斯拉放着好好的三圆锂电池不用,为何要决定磷酸铁锂电池呢。能量密度、底和安全性都是要紧考量。上文吾们已经说了,早期电动车没有决定Price更低的磷酸铁锂电池而是转向三圆锂电池,最直接的原因就是能量密度。Now能量密度已经提升到接近三圆锂电池的水准,再是Price还更低,为什么不用呢?甚至安全性,这可是磷酸铁锂电池的强项。


磷酸铁锂电池真安全?


随着电动车的大规模普及,销费者对于电动车的接受程度越来越高,但在这一过程中不断有电动车自燃事易于 的报道,譬喻特斯拉Model S近几年来在全球范围内就多次发生自燃,引发了销费者对于新能源汽车可靠性的担忧。磷酸铁锂电池纵观这些自然事易于 发生的主要原因都是电池,但是作为电动车自然是离不开电池的,so如何保证动力电池的安全性就显得尤为要紧。


磷酸铁锂电池是否安全吾们可以借助一个实验来说明——针刺实验。吾们从国家About《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要旨》的征求意见稿可知,所谓的电芯针刺试验噬洗照GB/T 31485-2015的针刺试验方法,将电池充满电,用直径为5-8mm的耐 摄氏钢针,以(25±5)mm/s的速度,从垂直于电池极板的方向贯穿,贯穿地位宜靠近所刺面的几何主题,钢针停留在电池中,观察1钟点,不起火、不爆炸才算合格。


对于锂离子电池来说,发生自燃大多是内部电芯热失控。所谓热失控easy来讲就是电池内部的产热速率远高于散热速率,吾们拿去年发生在国内的特斯拉Model S自燃事易于 来看,事易于 车电池包中的某一个模组电芯出现热失控,随着温度升高然下整个电池包就开始燃烧爆炸。


电芯出现热失控的主因是电池内部短路,在短时间内迅速积累大量热能,热量无法排出易于 引发电池包着火甚至爆炸,而针刺实验鹄的就是人为刺穿电池引发内部短路,观察电池在这种环境下还能不能保证状态稳定。


这里吾们借助比亚迪实验室的视频可以很明显看到两种电池之间的相似处,起首三圆锂离子电池在钢针刺穿三圆锂电池使其内部短路下,电池内部压力迅速上升,电池壳体开始膨胀,内压推开泄压阀。电池内部物质一并喷出,直接发生爆炸。比亚迪在做实验时还在电池上放了鸡蛋,观察电池壳体的温度能不能把鸡蛋煎熟,可惜鸡蛋在电池爆炸的过程中被炸飞了。在实验过程中,电池外壳温度最高达到420摄氏度。


上文中吾们也提到过,三圆锂电池的热失控温度低于300度,在电池被钢针刺穿导致短路下,电池内部温度迅速提升,电池正极质料达到分解温度,分解产生大量的游离态氧,进一步促进了内部化学反应进行,随之而来就是电池内部压力上升推开泄压阀,泄压阀开启下由于电池内部残留的可燃电解液接触到空气中大量氧气,以是最终发生了爆炸。


同样的实验,磷酸铁锂电池面对针刺试验从容不少。从实验结果来看,钢针穿透电池下,短路导致电池内部压力迅速上升,电池外壳鼓胀,随下泄压阀打开,电池内部电解液喷出,之下电压开始下降电池外壳温度上升,在实验过程中,电池外壳温度最高达到239摄氏度,电池外壳上放的鸡蛋已经被煎熟了,足以证明实验过程中电池外壳温度较高。


通过实验结果可以看出,普通磷酸铁锂电池虽然也出现短路发热,但因为其热失控温度更高,以是电池内部发生化学反应的程度并不剧烈,随着压力的提升推开泄压阀泄压,避免了电池内部压力过大发生爆炸,在整个实验过程中,电池没有发生起火和爆炸,安全性灰子 侵档每隙ǖ摹


磷酸铁锂电池会成为区域主流吗


答案是肯定,磷酸铁锂电池会与三圆锂电池共存。销费者和车企都瞩望动力电池容量大,再是安全,Price还得便宜。尽管磷酸铁锂电池包的能量密度已经有了大幅提升,但是与三圆锂电池灰子 怯幸欢ú罹啵勒漳可铣涞缱氨干枋┑慕ㄔ焖俣壤纯矗颜叨杂谛嚼锍痰慕孤腔乖冢允呛艽笠徊糠殖灯笠谰苫峋龆ǜ吣芰棵芏鹊娜诧绯亍


在安全关键毫无疑问是磷酸铁锂电池完胜,不过三圆锂电池也是能够满足日常安全要旨的。目上量产车型上的三圆锂电池虽然其单体安全系数较低,但是车企在隔热、温控以及碰撞防护等关键花费更好优质精力策划,尽管这些额外的设备一定程度上限制了电池包整体能量密度的提升,不过依靠电池包安全结构和电池管理系统的优化策划灰子 悄鼙Vさ绯卦谌詹褂貌忝嫔系陌踩裕乙灿凶诺墓娑ǎ憋胱拥绯赜捎诘ジ龅缧救仁Э囟鹑壤┥ⅲ盗拘枰嵘5分钟警告用户疏散。


甚至Price便宜,这个确实是磷酸铁锂电池的强项,三圆锂电池完全没有灰子 种Α3巳绺 三项以外,磷酸铁锂电池循环寿命更长,不过在低温状态下的放电特性却不如三圆锂电池,其余充电速度也不及下者。


综合来看,磷酸铁锂电池优点在于更低的底,更高的安全性,以及更长的循环寿命,而三圆锂电池则胜在更高的能量密度,更好的抗低温性,以及更强的充电性能,两者各有优劣,谁也做不到完全取代对方。两种不同类型的锂离子电池应该会有更明确的分工,对于那些追求快充以及长续航的车型,三圆锂会是主流决定;而对于Price更好亲民的车型来讲,会更好优质揣摩决定磷酸铁锂电池。如此看来,特斯拉在入门级的Model 3上使用磷酸铁锂电池就非常合理了。


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