对于一辆新能源汽车,尤其是纯电动车来说,核心技术就是三电,即电池、电机和电控。不过对于大多数人来说,电机和电控毕竟接触不多,了解不深,而且总觉得都是大差不差,而电池是电动车上最昂贵的部分,和安全及续航里程紧密相关,因此,电池,一直是大家关注的焦点。
从1834年第一辆电动车问世,到1992年索尼把锂电池推入商用市场,百余年的发展,锂电池终于占据了电池市场的C位。当特斯拉横空出世,把三元锂电池组合起来作为Model S的电源,所有的追赶者,一时都把三元锂电奉为圭臬,作为自家产品不二的选择。
2020年,特斯拉电池日又将来临。根据最新的消息,有可能在7月中下旬举办。刚刚过去的几天,特斯拉一举超越丰田汽车,成为市值最高的汽车企业。一个年产50万辆车的车企,市值超越年产1000万辆车的车企,新的市场估值体系对特斯拉有着无比的期许。
特斯拉的一举一动,时刻吸引着大众的目光,特斯拉电池日,同样成为行业内关注的焦点。其实,对于国产特斯拉来说,大家最关注的,莫过于特斯拉Model 3的电池选择。不久之前,特斯拉刚刚宣布,部分国产车型上,将把三元锂电替换为宁德时代提供的磷酸铁锂电池。从能量密度较高的三元锂电,转变成能量密度较低的磷酸铁锂,这不是技术的退步吗?
电动车问世之初,大部分采用三元锂电,主要的优势就是能量密度。三元锂电的能量密度可以超过200wh/kg,而磷酸锂电池通常只有120wh/kg左右。高能量密度可以提供更高的续航里程。此外,磷酸铁锂电池在低温下的表现很差,当气温处于-10°以下时,电池容量会出现大幅度的下降,这是一个致命伤,而三元锂电池可以在更低的温度下保持良好的电量。可惜的是,三元锂电的高能量密度付出的代价是较低的安全性。近年发生的电动车自燃情况,大多数也是由于三元锂电池引起的。
《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,自2019年5月以来,就有79起新能源车安全事故,其中大部分是装配了三元锂电池的乘用车。特斯拉、蔚来、理想,乃至长城欧拉,都发生过因为电池导致的燃烧事故。
除了安全性能,三元锂电本身的成本也较高。使用镍钴锰酸锂作为正极材料,钴作为贵金属,近年来价格一直飞速上涨。
考虑到安全和成本,各个纷纷转回到能量密度较低的磷酸铁锂电池。比如长城汽车,在2019年8月14日欧拉自燃事件以后,悄无声息的把三元锂电换回到了磷酸铁锂电池。
特斯拉更是大张旗鼓的宣称使用无钴电池,并率先在国产的Model 3标准续航版上应用宁德时代生产的磷酸铁锂电池。
和三元锂电相比,磷酸铁锂在成本和安全性方面都有着优点。不含贵重金属,磷酸铁锂的成本要低上不少。更重要的是,化学性质稳定,在700°C-800°C 才会发生分解,在短路、撞击等状态下不会剧烈燃烧。而三元锂电池在250-300℃就会发生分解,而且在撞击、针刺后容易燃烧爆炸。唯一的缺憾,就是能量密度较低。比如在Model 3上应用磷酸铁锂电池后,能量密度为125wh/kg,而之前的三元锂电池能量密度为145wh/kg。
技术的进步带来磷酸铁锂电池更大的应用场景。比亚迪最近推出的“刀片电池”,就是对磷酸铁锂电池的改善。就像当年的刀片式服务器一样,在有限的空间塞下更多电池,有效的提高整体能量密度。比亚迪预计在“汉”上首次采用刀片电池,能量密度提升至了160wh/kg。
特斯拉和比亚迪纷纷布局磷酸铁锂电池,是否预示着曾经一统天下的三元锂电池正在逐渐式微?可以预见,在没有取得实质性的技术进步,彻底解决安全性问题之前,三元锂电池将会逐渐失去原有的江湖地位。未来,磷酸铁锂电池生产和配套企业,将会借着这一波东风,在沉寂已久后再次崛起。