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乐鱼体育app:磷酸铁锂电池 VS 三元锂电池谁才是王者?
来源:乐鱼体育app官网 作者:乐鱼体育app官网下载 更新于:2022-05-23 18:55:11 阅读: 8

  汽车也有心脏,燃油车的心脏就是内燃机,而电动车的心脏就是电池。

  作为电动汽车界的领军者-特斯拉,在2020年1月份宣布中国版的Model 3系列将在下半年生产中,搭载中国企业宁德时代生产的磷酸铁锂电池。

  成立6年,就晋升为动力电池行业龙头,2017年销量全球第一,2018年更是迅速登陆A股创业板,目前市值大约是4600亿人民币。

  到今天为止,中美欧以及日韩地区的主流车企几乎都成了宁德时代的客户,其中包括特斯拉、宝马、大众、丰田、现代、上汽、蔚来等品牌。

  宁德时代的武器有两把,除了常见的“磷酸铁锂”电池之外,还拥有一个领先全行业的秘密武器—三元锂电池。

  锂离子电池是以碳材料为负极,通常是石墨;以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,它工作原理主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

  当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

  同样,当对电池进行放电时,也就是我们使用电池的过程。嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。

  一旦和空气接触,就会跟空气中的水发生猛烈的化学反应,瞬间产生大量的氢气,并释放出热能,极易引起燃烧和爆炸。

  而现在锂电池中的锂,经过处理后会降低活性。在锂电池正负极之间,还有一层金属薄膜,可以防止电池内部短路。

  再加上我们使用的电池都是密封的,锂离子根本没有机会和空气直接接触,从而有效的保证了电池的安全。

  其实它们都只是正极材料不同而已。因为不同类型的锂电池负极都是石墨,正极材料不同。所以用正极材料来区分不同类型的锂电池。

  磷酸铁锂电池就是用磷酸铁锂做正极,三元锂电池也叫三元聚合物锂电池,主要是由镍钴铝或者是镍钴锰 做正极。

  简单来说磷酸铁锂电池,它主要的优点是安全性高,循环寿命更长,理论寿命可以达到7到8年。但是缺点就是能量密度低,意味着续航能力差。

  反观三元锂电池这边呢,它的主要优点是储能密度更高,意味着续航能力高。但是缺点就是安全性差,寿命差,并且元素是有毒的。

  但是由于钴离子的半径比较大,所以它们搭在一起的时候会留出一个固定的空隙,给那些锂离子自由出入,因此钴酸锂相对来说比较稳定。

  而镍离子的半径要小过锂离子,所以镍酸锂能量密度会更大,而又由于其太密实了,就容易出现阳离子混排的现象。

  这时就需要添加钴来增加电池的稳定性,但是钴却是比较贵的金属,全球的储备量有限。为了降低成本,就用锰和铝元素来作为支撑材料,同时也就只能降低钴含量。

  在2020年又出现了宁德时代的无钴电池,要说明的是这并不是真正的无钴电池。它其实就是采用CTP技术设计的磷酸铁锂电池。

  CTP技术就是把电芯放入设计好的电池包内,然后按照最佳的排列组合方式,组装成高效的锂电池。

  这样优化的结果是,体积利用率可以提高15%-20%,能量密度可以提升10%-15%。零部件数量可以减少40%,生产效率可以提升50%,投入应用后会大幅降低动力电池的制造成本。

  它的本质还是磷酸铁锂电池,只不过是电池结构设计上有所创新。它其实就是直接把电芯宽度无限拉长,厚度做薄,做成90厘米甚至快1米的超长电芯,也就是又扁又长,像刀片一样。

  这样改造的结果就是体积能量密度提升明显,较原有电池系统可提升30%以上。并且节省物料、人工费用等,成本有望降低30%,并且刀片电池更薄,因而散热效果更好。

  不管是宁德时代的CTP技术,还是比亚迪的刀片电池,最终都提高了磷酸铁锂电池的能量密度,目的是让其能达到三元锂电池的水平。

  同时改造后的磷酸铁锂的电池,都能达到400公里以上的续航里程需求。而整个电池生产的其他材料无需改变,并且生产线变动也不大,也就是很快能量产。

  如今新能源汽车和充电装置已经被列入了国家的“新基建”计划,毫无疑问,它将会迎来一个巨大、更加富有挑战性的市场。

  新能源汽车大概率将会在未来成为事关国计民生的重要支柱产业,而动力电池恰恰就是新能源汽车的生命源泉所在。

  随着CTP技术的无钴电池的出现,宁德时代将磷酸铁锂电池的成本降低到了600元以内,而三元锂的成本还维持在1000元左右。

  正是由于宁德时代磷酸铁锂电池成本的大幅降低,也吸引了迫切想要提升销量的特斯拉,两者一拍即合。为新车装上了磷酸铁锂电池,这样一来,特斯拉的新车的价格有望进一步下降。

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