1.连特斯拉都要换 磷酸铁锂电池究竟有多香?

2.特斯拉”无钴电池”,比亚迪涨停,电池格局要变天

3.续航断崖式下跌,25万的特斯拉竟成“电动爹”?

因为磷酸铁锂和三元锂的化学特性差异导致了他们适用的场景不同,三元锂电池适合用车环境多样,尤其是低温地区的车主较为友好,且充电速度会更快,续航更长,能量密度更高,适合经常长途自驾或者对极限性能有要求的车主。

1、增加131kg自重换来23km续航提升新Model 3的磷酸铁锂电池与其他磷酸铁锂电池有很大的不同,它有点类似于比亚迪的刀片电池,通过优化结构使得同体积下可以容纳更多电池的单体,于是新款Model 3的标准续航版本要比旧款重了131kg。

而且磷酸铁锂电池哪怕容纳的单体多了,但整体的成本还是要低于三元锂电池,所以才会有看到的售价更低、配置更多。

从电池容量带来的续航“不降反增”继续看变化,主要涉及两点。

首先是操控,131kg只是相当于两个一般身材乘客的重量,对于Model 3无疑牺牲一定舒适性、偏重运动性的底盘调教,日常驾驶的主观感受没有任何变化。

其次是能耗,整车自重或者说轻量化表现对于电动车能耗、续航的作用非常关键,换装了磷酸铁锂的Model 3标准续航版,百公里电耗这项数据必然会提升。这一点对用户日常使用的影响不大,倒是对特斯拉一直以来不断进取的"人设”有一定影响。

2、没有热泵三元锂与磷酸铁锂依旧是“南北之分”三元锂车型一大原因就在于北方冬季低温环境下续航折扣不大,而磷酸铁锂续航“打折”较多的先天不足,这确实是两种材料电池一个老生常谈的话题了:南方天气适合看重磷酸铁安全性的人群,三元锂在北方冬季具备优势。

(图/文/摄: 问答叫兽) 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

连特斯拉都要换 磷酸铁锂电池究竟有多香?

还记得国内新能源市场刚兴起的时候,行业内充斥着大量使用磷酸铁锂电池的纯电动车。近些年来,伴随着新能源市场的不断升级与变革,曾经代表着“低端”的磷酸铁锂电池似乎正逐渐被人们所淡忘,三元锂电池则受到更多车企与消费者的青睐,成为市场上的主流。

然而就在前段时间,国产特斯拉Model 3确认使用磷酸铁锂电池以及比亚迪“刀片电池”的出现,则使得磷酸铁锂电池重新回到消费者的视野之中。那么,使用“低端”的磷酸铁锂电池是否是技术“倒退”?这一技术有哪些优势与劣势?其为何会在当下的时间节点选择“回归”?带着这些问题,湃客今天就和大家一起来聊聊。

在动力电池领域,三元锂与磷酸铁锂算是比较常用的两种锂离子电池。三元锂电池为正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池,而磷酸铁锂电池则因为正极材料为磷酸铁锂而得名。“三元”中含有一种贵金属——钴,从2017年以来,全球的钴材料价格便持续飙高,三元锂电池的价格也水涨船高。相比之下,磷酸铁锂电池制造起来会更加简单,使用的材料成本也更低,不含有镍、锰、铝、钴这类价格波动较大的金属元素,其制造成本相比三元锂电池低了20%左右。

根据真锂研究的数据显示,截至2019年年底,国内三元锂电池包的单价为1.05元/Wh;磷酸铁锂电池包的单价为0.8元/Wh。特斯拉与宁德时代达成协议后,将在国产Model 3以及未来的多款车型上使用磷酸铁锂电池,这些均可有效地降低成本。相比于现状而言,换装磷酸铁锂电池之后,特斯拉在成本方面至少会降低10%。如此一来,不仅零部件的国产化进程得以加快,而且与之带来的车价降低将助力特斯拉抢占更多的市场份额。

而除了造价便宜外,磷酸铁锂电池还具备稳定性好、安全性高等特点。磷酸铁锂电池正极材料电化学性能比较稳定,在充放电过程中电池结构不会发生变化。从特性上来说,其相比三元锂电池更具安全性,即便在短路、挤压、刺穿等特殊条件下,仍然不易发生爆炸。这点从前段时日,比亚迪“刀片电池”安全性的测试中也可以看出。

据悉,磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500℃以上,三元锂电池则低于300℃,一些高镍比例的三元锂电池热失控温度甚至低于200℃。此外,由于不含有重金属和稀有金属,磷酸铁锂电池会相对环保,也更利于回收。所以早年间,在综合成本、技术等因素之后,磷酸铁锂电池会成为新能源汽车的搭载首选。

照这么来看的话,磷酸铁锂电池似乎是“质优价廉”的选择,那为什么“沉寂”许久呢?

在经历“骗补”以及产品品质参差不齐的新能源发展初期阶段后,国家在补贴方面会越来越偏向于长续航里程、电池系统能量密度高的车型;对于普通消费者而言,更长的续航,往往也能带来更为舒心的用车体验。因此,车企的产品就不断朝着“高续航”这个方向靠拢。

但是,能量密度较低以及不易提升续航里程,便是磷酸铁锂电池的最大“劣势“。而三元锂电池则凭借着单体能量密度高、能带来更长的续航里程等特点,逐渐成为业界主流。虽然在采用三元锂电池后,成本会提升不少,但是直观的续航提升、用户里程焦虑的减轻,再加之政策的补贴与扶持,三元锂电池无疑会是更好的选择。此外,再通过材料改性优化、表面包覆以及调整电解液等举措后,安全性也可得到不错的保障。

随着2019年6月底新能源车补贴的“退坡”,成本便成为电动车企业考虑的首要因素之一。补贴的逐渐退坡,再到完全消失,目前看来只不过是时间问题。如此一来,车企为了保持住车型的产品竞争力,对于动力电池的选择、成本以及收益的考量便需要重归“理性”,成本相对较低的磷酸铁锂电池又“回归”到车企与消费者的视野之中。

与此同时,伴随着技术的不断发展,磷酸铁锂电池曾经“续航能力不佳”的劣势也逐渐得到改善。前些年市场上磷酸铁锂电池电芯的能量密度在120-140Wh/kg左右,封包后电池系统的能量密度在90-100Wh/kg左右。反观三元锂电池,特斯拉21700电池的电芯能量密度可达300Wh/kg。而近几年来,比亚迪、力神、国轩等电池厂商量产的磷酸铁锂电池电芯单体能量密度已经可以达到190Wh/kg,并有望达到220Wh/kg。

而近期火热的比亚迪“刀片电池”实际上是一种称为CTP(Cell To Pack)的电池技术,即电芯直接成包。由于电芯采用扁平化处理,多个单体“刀片”电芯通过阵列的方式排布在一起,并且长度可达到2500mm;电芯重组效率得到极大提升,在体积与能量密度上比传统磷酸铁锂电池提升了50%,整车寿命可达百万公里以上。以比亚迪汉EV为例,其电池系统的能量密度达到140Wh/kg,NEDC标准下续航里程可达605km;与一众采用三元锂电池的车型相比,其在续航方面也丝毫不落下风。

走相似路线的还有宁德时代,在2019年年底宁德时代和北汽新能源发布了CTP电池包。宁德时代的CTP技术可以让电池包体积利用率提升15%-20%,生产效率提升50%,电池包零部件数量减少40%,系统能量密度增加10%-15%,最高达到200Wh/kg以上。

与此同时,伴随着新能源市场的日益成熟,除了需要特斯拉Model 3与比亚迪汉EV这类相对“高端”的车型外,续航适中、性价比较高的纯电动代步车也会成为市场的新需求。如此来看,循环寿命长、成本更低的磷酸铁锂电池则比三元锂电池要更适合这类车型。

在看完上述文字后,可能不少人会产生疑问了:是不是伴随着技术发展,磷酸铁锂电池会重新成为市场的“主流”?是否会与三元锂电池形成竞争态势?

虽然目前通过减轻电池包重量以及提升电池包整体能量密度的方法,使得磷酸铁锂电池可与三元锂电池抗衡,但磷酸铁锂电池终究在材料方面有所局限;其电芯单体的能量密度难有跨越式发展,而三元锂电池的能量密度则有较大的突破空间。简而言之,三元锂电池有大幅提升续航的可能,而磷酸铁锂电池则会显得较困难。

此外,磷酸铁锂电池的抗低温性也要比三元锂电池差不少。根据实验表明,在-20℃环境下,磷酸铁锂电池的容量会有近50%的缩水,三元锂电池的容量会缩减到75%。与此同时,磷酸铁锂快速充电的能力也不及三元锂电池。综合而言,磷酸铁锂电池会在中低端产品上逐渐“回归”。但反之,若是追求更多的使用场景(耐寒和快速充电)以及更强的性能表现,三元锂电池在未来仍旧会是相对主流的应用技术。

相信在看完上述文字后,大家都对于磷酸铁锂电池的“回归”有了一定程度的认识。它的回归以及封包技术的提升,均是市场逐渐趋于理性的体现。而伴随着补贴退坡加速与市场竞争的加剧,相信会有更多的新技术出现。诸如燃料电池、全固态电池以及四元锂电池等,都令湃客满怀期待。最后,作为消费者的你,对于磷酸铁锂电池的“回归”有什么想说的呢?欢迎在下方与我们留言互动。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

特斯拉”无钴电池”,比亚迪涨停,电池格局要变天

随着新能源汽车的快速普及,新能源汽车的性能已不再作为买车的第一参考指标,车辆电池性能如何、电池是否耐用已成为准车主们最为关心的问题。作为新能源汽车的核心部件,电池关乎着新能源汽车的续航,同时也决定了新能源汽车的价格。

伴随着这个话题,国家工信部于12月8日发布了第339批《道路机动车辆生产企业及产品公告》,从中我们可以看到已经有很多车将旗下车型的三元锂电池换装为磷酸铁锂电池,同时就连最近如日中天的特斯拉也准备推出一款配备磷酸铁锂电池的Model?3。这也让我们开始思索:连特斯拉都要换,磷酸铁锂电池究竟有多香?跟随我们本期的文章一探究竟。

资料来源:网络

首先,从上表中可以看到,在总计33款纯电动车型中,共有19款采用三元锂电池,12款采用磷酸铁锂电池,2款标注为锂离子电池。三元锂和磷酸铁锂电池各自占比分别为57.6%和36.4%,与上期公告相比,搭载磷酸铁锂电池的车型比例有了明显的增多,同时从去年的数据来看,磷酸铁锂电池装机占比的也在稳步的上涨。

资料来源:工信部网站截图

除特斯拉Model?3以外,在本批次申报的纯电动乘用车中,自主品牌以比亚迪为代表,旗下全新车型比亚迪?秦PLUS?DM、比亚迪宋Pro?DM均采用了磷酸铁锂电池,包括今年上市的旗舰车型比亚迪汉搭载的“刀片电池”实质上也属于磷酸铁锂电池的一种。在换装磷酸铁锂电池的大潮中,小鹏汽车也为旗下的首款量产车型小鹏G3换装了磷酸铁锂电池。作为造车新势力的一员,小鹏汽车是第一个换装磷酸铁锂电池的新势力车企,在小鹏开头以后,但我们相信未来大家还将看到蔚来、威马等新势力换装磷酸铁锂电池。

其实并不是,目前新能源汽车基本上都是搭载三元锂电池或者磷酸铁锂电池。而这两类电池的从电池材料上面去看,都是没有任何问题的。以三元锂电池的使用寿命为例,其循环寿命在实际使用上,一般均有1200到1500次,如果每天将电池电量从100%用到75%,然后充满,5天算一个完整循环,算下来的话,三元锂电池的寿命可以达到10年以上。算上正常的衰减,即使路上随便跑个15万公里也是几乎没有任何的压力的,而这些都是优于磷酸铁锂电池的。

那么为什么车企要选择磷酸铁锂电池呢?实际上,对比磷酸铁锂电池,三元锂电池还有一个最大的优势是高电池能量密度,通俗来讲就是在单位体积下,同一款车型,搭载三元锂电池的要比采用磷酸铁锂车型跑的更远。不过出于安全性考虑,由于三元锂电池不稳定的特性,因此要经过大量的电池安全性测试,同时还需要考虑到电池包是否会发生漏液等情况,因此这也让三元锂电池的成本在无形中增加。

资料来源:工信部网站截图

我们可以看到,诸如五菱宏光MINI?EV、凌宝BOX等最近一度火热的微型纯电代步小车均采用的是磷酸铁锂电池,其也让这几款车的售价均来到了5万元以下,对比同样采用三元锂电池的欧拉黑猫、上汽科莱威等车型虽然续航里程有所缩减,但却带来了更高的性价比。

宁德时代,比亚迪是国内动力电池的市场为数不多的龙头企业,但此前由于国家补贴的原因,磷酸铁锂电池能量密度低,无法满足国家补贴所需,所以后期三元锂电池逐渐成为市场主流,而在补贴国家新能源汽车补贴脱坡后,车企不再一味追求动力电池包能量密度比,而是对动力电池包的安全性、成本等进行多方面进行考量,这也使得不少的电池供应商开始将研发重点重新放到磷酸铁锂电池上。

从三元锂电池回到磷酸铁锂电池时代,那么电池的正极材料其实更为普遍,降低成本的同时也不会占用太多的资源,这对于市场来说实际上也是一种进步。

值得一提的是,目前特斯拉Model?3国产车型入门版本的售价已来到25万元这一区间,这让Model?3的市场竞争力大幅增加,而在未来磷酸铁锂电池版本车型推出后,特斯拉Model?3的售价还有望进一步下探。而对于比亚迪这种以电池起家的公司来说,自身研发的电池配套车辆对于整车利润和成本方面会较采用其他电池的车型将相对可控很多。

磷酸铁锂电池与三元电池与用户需求平衡对比图?资料来源:网络

曾在网上看到一张磷酸铁锂电池与三元电池与用户需求平衡对比图,我们可以明显的发现,随着技术的进步,如今磷酸铁锂电池在经济性、循环寿命以及安全性上要比三元锂电池更加契合用户需求,任何产品和技术都是服务于市场和用户,没人要的东西终将被淘汰,这是最基本的自然生存法则。当更低成本的磷酸铁锂电池能够做到与三元电池车型续航里程相差无几时,电池市场也势必发起一场从三元锂电池到磷酸铁锂电池的革命。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

续航断崖式下跌,25万的特斯拉竟成“电动爹”?

最近一条重磅消息震惊汽车市场,特斯拉将要采用无钴电池,磷酸铁锂路线是首选。大家知道特斯拉的核心有二:软件和电池。如今,它在软件方面的的发展正在一条看似畅通的路上前进着,但是关于电池,特斯拉正在考虑换一条路走。为什么特斯拉突然从松下和LG的三元锂电池换装磷酸铁锂电池呢?

相对大热的三元锂电池,酸铁锂电池优点来说,包括四点:

1.热稳定性更好,我们都看到了特斯拉多款车型屡次被曝出碰撞后自燃的新闻,原因就是电池包受损之后的热稳定性不好。因为磷酸铁锂铁的化学结构的特性,天生就具有更好的热稳定性,即使碰撞破裂也不容易发生自燃,显然是安全性更高的选择。

2.寿命长,完全充放电循环次数大于3500次后电量才会衰减到原有的80%,拥有更好的耐用性。;

3.充电效率高,1.5C的磷酸铁锂电池,通常40分钟就能充满;

4.成本低,当前行业平均磷酸铁锂电池成本为0.65元/Wh,比三元锂电池0.85元/Wh便宜四分之一左右。

就凭借这四大优势,磷酸铁锂还是被三元锂踢下主角的舞台,原因是什么?是因为能量密度拼不过后者。

2015年,磷酸铁锂动力电池的单体能量密度为120Wh/kg,成组后能量密度为80Wh/kg,与能量密度180Wh/kg、成组后110Wh/kg的三元锂电池不在一个量级,续航里程也远无法跟三元锂相媲美。

这一年,国务院印发《中国制造2025》,将动力电池系统的发展目标设定为“电池单体比能量达到400Wh/kg以上”,加上新能源汽车补贴政策将电池包的能量密度以及续航里程作为主要指标,让追求高额补贴的新能源车企纷纷放弃磷酸铁锂路线,转投三元锂怀抱。

所以补贴政策让电池密度更高、续航更长的三元锂电池从此坐上了主角宝座。

磷酸铁锂反攻机会来了

2019年7月补贴腰斩,而且未来补贴将完全取消,三元锂电池光环逐渐黯淡。磷酸铁锂反攻的机会来了。

从7月开始,也就是新能源汽车补贴腰斩之后,三元锂电池需求量开始走低,整个下半年的表现都偏弱。

安全性能好、成本低这两点优势,让新能源车企重新将目光放到了磷酸铁锂身上。特斯拉与宁德时代合作使用无钴电池,核心原因就是售价较高的特斯拉想进一步压缩成本,切入低端市场。

磷酸铁锂卷土重来,还有一个重要原因,那就是技术取得重大突破。

比亚迪即将量产的最新磷酸铁锂“刀片电池”,通过电芯进行扁平化设计,能量密度相比传统铁锂电池可提升50%,整车电池寿命还可达到8年120万公里以上。

比亚迪掌门人王传福还表示,比亚迪计划在未来两年将其单体能量密度提升至180Wh/kg,系统能量密度提升至160Wh/kg,这与三元锂电池的水平相差无几。

根据工信部最新公布的新能源推广目录,首款搭载“刀片电池”的比亚迪汉EV纯电动车型,最高NEDC工况续航高达达605公里,与目前续航最高的三元锂电池电动车(650公里)非常接近。

不止如此,比亚迪电池单位生产成本也将下降30%。

能量密度短板修正,成本优势进一步凸显,磷酸铁锂电池又有了大施拳脚的机会。昨天的比亚迪及相关股票的涨停,更是印证了电池格局即将大变天。同时也让人对搭载刀片电池即将6月上市的比亚迪汉更加期待。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

车东西

作者?|Juice

编辑?|晓寒

今年10月,特斯拉通过换装磷酸铁电池的做法,让Model?3的起售价从27.1万降至24.9万,迎来新一波销量高潮。

但“捡到便宜”的新车主们,最近却不开心了。

日前不少北方的磷酸铁Model?3车主在网络上吐槽,称自己的车出现了电量下降、充电速度变慢、甚至是莫名其妙大幅掉电的情况。

上述现象最后都会造成一个结果——续航缩水,最夸张的是一个车主甚至声称续航缩水达到了50%。同样的,比亚迪汉、五菱?宏光MINI?EV等磷酸铁车型的车主,也在吐槽这一问题。

有人甚至戏称冬天一到,电动汽车就真的成了“电动爹”。

但也需要注意到的是,尽管磷酸铁锂电池在冬季饱受诟病,但是在工信部最新一批新车目录中,小鹏G3仍换装了磷酸铁锂电池,此前还有荣威、北汽的电动汽车也推出了磷酸铁锂版本。

磷酸铁锂电池成为了车企又爱又恨的存在。

那么低温到底会对磷酸铁车型产生哪些影响?背后的原因是什么?为什么车企明知道磷酸铁存在低温表现不佳的情况,却仍要坚持换装磷酸铁电池呢?车东西通过与多位电池行业专家进行交流后,找到了答案。

一、磷酸铁Model?3续航缩水一半?车主吐槽不断

每年冬季都是电动车车主集体担心的时候,随着气温的不断降低,动力电池的性能会受到很大的影响,而今年这种讨论尤为热烈,让这一场讨论升温的则是特斯拉。

在今年10月1日,特斯拉正式发布了磷酸铁锂版本的Model?3。这一版本车型在上市后迅速拉起了特斯拉的销量,乘联会数据显示,11月份,特斯拉Model?3的销量已经超过了21604辆,将一款25万左右的电动车卖到超过两万辆,也只有特斯拉能够做到。

乘联会公布的国内新能源车11月份销量情况

磷酸铁锂版本带来的成本优势非常明显,但相应的也存在一定的风险。众所周知,磷酸铁锂电池在冬季的表现一向并不算好,而这一点也成了车主诟病的地方。

近段时间北京气温已经跌破零度,而北方大部分地区的气温也都在5度以下了,部分购买了特斯拉磷酸铁锂版本Model?3的车主开始在网上集体吐槽车辆的电池问题了。

在汽车之家论坛上,车东西看到一位车主放出的显示其Model?3充满电之后表显续航里程为352公里,另一次充电完成后,表显续航为379公里。

显示充电完成后续航有所缩水

目前特斯拉官方标注的磷酸铁锂版Model?3的NEDC续航里程为468公里,但车上表显的里程则是EPA续航,充满电车辆的续航大概是418公里左右。

也就是说,这位车主的车辆续航容量直接缩水了10%~15%,在下面的帖子中,车东西也发现了有用户表示其Model?3充满电之后的续航里程为372公里,跟上面车主的情况相似。

显示充电完成后续航缩水至372公里

但在下面的评论中,车东西看到一位用户评论称“今天充满(电)306(公里)”,按照这位用户的说法,他的车辆续航缩水达到了27%。

网友评论截图

从这些用户的表述来看,磷酸铁锂版Model?3在低温下确实存在容量缩水的情况,而缩水的范围则并不相等,在不同的气温下有不同的表现,再加上车主的驾驶习惯不同,也影响到了车辆的真实续航情况,有车主在网上表示车辆的真实续航缩水甚至达到了50%左右。

在一位车主的帖子上,车东西还看到了另外一个现象,就是车辆在静置了一段时间后,表显续航会出现断崖式下滑。据这位车主介绍,他的车辆连续两晚分别掉了30公里和40公里的续航。

网友吐槽车辆出现续航出现断崖式下滑

车东西同事也表示,他所在的Model?3车主群里也有磷酸铁锂版本车主吐槽了类似的情况。这位车主早上驾车到达公司的时候表显续航还有160公里,等再次去开车的时候就只剩下100公里。

从这两位车主的反馈来看,磷酸铁锂版Model?3的续航也确实存在“断崖式下跌”的情况。

这一情况其实本质上也是电量缩减的表现,只不过用户在刚充满的电的时候,车辆还没有监测到电量缩水了,所以显示的数字没有变化。在行驶一段时间后,车辆读取到了正确的电量信息,就突然将数字降了下来,从而造成了上述“断崖式”掉电的情况。

除了容量下滑之外,车东西还发现了一个比较明显的问题,就是磷酸铁锂版本的车型在冬季充电的时间会比较慢。

车东西一位同事的Model?3采用的是三元锂电池,他表示,车辆在特斯拉超充桩充电的时候,在初始阶段充电功率可以达到80kW以上,随着充电的增加,充电功率会逐步下降。

三元锂电池版Model?3充电至最后阶段功率仍为24kW

但在论坛上,车东西看到一位车主上传的显示,在充电的初始阶段充电功率就只有64kW。而另一位车主上传的上的数据则更为夸张,显示,车辆的充电还在初始阶段,但是显示的充电功率仅有25kW,这跟普通的三元锂电池的充电功率相比落差非常大。

磷酸铁锂电池版Model?3充电之初续航仅有25kW

不过这种情况仅仅出现在北方地区,有位上海的磷酸铁锂Model?3车主表示,每次充满电的续航里程都是425~419公里,只开座椅加热,不开暖气的情况下续航基本上没有偏差。

车东西同事也有一台Model?3,为三元锂电池版本,在夏天充电至90%的时候,仪表显示EPA续航是333公里,冬天充至90%,仪表则显示为327—331公里之间,可见在0度左右的天气下,电池衰减的程度很低。

事实上,在寒冷天气下,磷酸铁锂电池的续航会出现缩水情况一直都存在。即使是磷酸铁锂电池中的集大成者比亚迪刀片电池也遭遇了同样的命运。

一位比亚迪用户在论坛上表示,他的比亚迪汉在北京地区的续航已经打了6折,有网友评论称,6折是靠谱的,但现在北京的气温还没有到最冷的时候,言外之意是等到气温进一步下降的时候,续航里程还会继续缩水。

北京比亚迪汉车主留言截图

比亚迪汽车高管在回复网友的时候表示“正常冬季400公里以上”,这一数据跟官方公布的605公里相比存在一定的差距,也算是官方承认了续航缩水的问题。

比亚迪汽车高管微博回应续航问题

今年创造了销量奇迹的宏光MINI?EV也受到了同样问题的困扰,有车主反馈称,本来续航里程应该是170公里的高配车型,现在续航里程不到100公里,甚至还有车主表示续航甚至还没达到85公里,续航缩水也达到了50%以上。

从上面这些例子不难看出,磷酸铁锂电池在冬季续航缩水的问题仍然还存在,而且随着气温的逐步降低,缩水的情况还在逐步变得严重,这对于今年刚刚复兴的磷酸铁锂电池来说并不是一个好消息。

二、磷酸铁锂存短板?低温性能衰减难避免

那么,究竟是什么原因导致磷酸铁锂电池在低温下性能大打折扣呢?

车东西与多位动力电池行业从业者进行了交流后,找到了答案。

首先我们来认识一下磷酸铁锂电池的构成和工作原理。磷酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂,负极为石墨,其充放电的过程就是锂离子嵌入和脱出电极的反复过程。充电的时候锂离子从正极材料中脱出,进入到电解液中,然后穿过聚合物隔膜移动到电池的负极,嵌入到石墨晶格中。

放电时,锂离子从石墨晶格中脱出进入到电解液中,穿过聚合物隔膜移动到电池正极,嵌入到磷酸铁晶格中。

理清楚了磷酸铁锂电池的工作原理,我们在看一下磷酸铁锂电池在低温下的表现为什么不好?

磷酸铁锂电?

在上述过程中,电池的正极材料比较关键,决定了动力电池的性能表现,但磷酸铁锂电池正极材料却存在一定的特性。

北京高压科学研究中心研究员高翔向车东西介绍称,与三元锂电池(正极材料为三元锂)相比,磷酸铁电池的正极材料导电性比较弱,在低温下这一弱点就会变得更加突出。

蜂巢能源的技术支持总监林育民也表示:“磷酸铁锂正极材料橄榄石晶体结构存在固定的缺陷,在低温情况下,容量与工作电压表现较差。”

高翔还向车东西介绍了另外一个可能存在的因素,即液态电解质在低温的时候,流动性比较差,锂离子在电解质中的扩散速率比较慢。而液态电解质在冬季低温下很容易降低流动性,所以目前液态电解质体系下的动力电池都会受到低温的影响。

而出现断崖性掉电的原因则主要跟车辆对电池的监测有关,这也是磷酸铁锂电池领域存在的一个难题。林育民告诉车东西,磷酸铁锂电池的放电电压很平,监控电量比较难,在实际使用过程中电流又忽高忽低,也监控不准。

由于车辆系统监测存在一定的时研,这就导致了车辆表显里程会出现大幅下滑的情况。

新能源和汽车电子领域知名专家朱玉龙在自己撰写的分析文章中表示,特斯拉Model?3一开始的策略是针对三元锂电池的,在更换了磷酸铁锂电池之后,会有一定的误差。里程断崖式下跌的问题也可能跟哨兵模式等策略相关,由于SOC的估计误差和静态功耗的双重作用导致电量下滑明显。

针对磷酸铁锂电池充电慢的问题,林育民也做了解答,他表示磷酸铁锂电池的价格比较低,可能没有做加热功能,低温时充电策略会调低电流,且负极材料在低温充电容易析锂,所以要降电流保护电池,这就导致了磷酸铁锂电池的充电会相应变慢。

了解了这一特性之后,我们还需要搞明白磷酸铁锂电池的性能在什么温度下才会开始变差?

高翔表示,一般车企和电池企业对外公布电池性能的时候,都是以室温20~25摄氏度为基准的,也就是说,只要低于这个温度,电池的性能都会产生下滑。

在0到20摄氏度之间,磷酸铁锂电池性能的下滑是呈线性的;当气温跌破零度之后,磷酸铁锂电池的性能表现就会出现断崖式的下滑,可能续航里程会减少50%以上;当气温在零下10度以下时,磷酸铁锂电池就可能彻底不工作了。

林育民也表示:“正常情况下,气温在10摄氏度以下的时候,磷酸铁锂电池的表现就会有所折扣。”

而目前北京的气温已经跌破了0摄氏度,全国多个地方的气温也已经步入到了10摄氏度以下,如果搭载了磷酸铁锂电池的车型在室外冻了一晚上之后,电池性能难免会有所降低。

北京气温已经跌破零度

高翔表示:“目前冬季低温下液态电解质体系下的动力电池表现都会打折扣。”林育民也认为在现有的生产技术的基础上,很难有办法克服磷酸铁锂电池的固定短板。

林育民还认为采用纳米级的铁锂材料效果会稍微好一点,但是这样也会带来新的问题。最直观的就是纳米级的材料会直接提升电池的成本,这样一来磷酸铁锂电池的成本优势就丧失了,而且比较尴尬的地方在于,即使提升成本采用了纳米级铁锂材料,其在冬季的表现也还是比三元锂电池差。

总的来看,磷酸铁锂电池仍然还存在着冬季性能差的问题,而且目前这一问题还没有妥善的解决方法,在未来一段时间内可能还会继续存在。

三、小鹏G3推磷酸铁锂版?热度仍然不减

虽然磷酸铁锂电池在冬季存在很大的问题,但是今年车企更换磷酸铁锂电池的热潮却没有停止。

就在最近,工信部公示的第339批《道路机动车辆生产企业及产品公告》中还出现了一款磷酸铁锂车型——磷酸铁锂版本的小鹏G3。而今年以来,比亚迪、特斯拉、荣威、北汽等车企也都推出了装有磷酸铁锂电池的车型。

明知磷酸铁锂电池存冬季容量缩水的情况,但是却仍然选用了这款电池,这些车企又是怎么想的呢?

车东西认为原因可能有以下三个:

首先是为了降低成本。小鹏G3所采用的磷酸铁锂电池是由宁德时代提供的,与特斯拉Model?3相同。能够同时吸引到特斯拉和小鹏也和宁德时代对于成本的控制分不开,有媒体表示,宁德时代的磷酸铁锂模组每度电的成本价已经降到了500元以内,电池组每度电的成本将会在600元以下。

国产特斯拉Model?3

国际投资分析机构瑞银的数据显示,目前国内三元锂电池的价格每度约1000元左右,在采用了磷酸铁锂电池之后,车企的单车成本可以降低2万元以上,整车售价也能进一步降低,从而带来更大的竞争力。特斯拉Model?3就是一个最好的例子,从27.9万降价到了24.9万元,降幅刚好在2万元以上。

比亚迪在发布刀片电池的时候也表示电芯每度电的成本价也已降至500元左右,电池组每度电的价格预计会在600元左右。

正因为如此,车企才“明知山有虎,偏向虎山行”,主动选择了磷酸铁锂电池。

其次是磷酸铁锂电池虽然在低温条件下会受到很大的影响,但是在南方地区受到的影响却并不算太大。

从南方磷酸铁锂版Model?3用户的评论里也可以看出,南方地区气温没有北方那么高,所以其车辆的续航基本上没有受到太多的影响。

上海磷酸铁锂特斯拉车主留言截图

林育民也向车东西表示,在南方或者东南亚地区,磷酸铁锂电池先天性的低温缺点不会直接出现。

所以对于南方用户而言,磷酸铁锂电池和三元锂电池在具体表现上并没有什么区别,但在售价上磷酸铁锂电池则更为便宜,这对于很多南方用户来说也是一个不错的选择。

而这一市场的存在,也给了车企更换磷酸铁锂电池的信心。

此外,虽然在电池材料方面还没办法改善磷酸铁锂电池的低温性能,但一些车企正在通过其他方法来提升磷酸铁锂电池的冬季性能,而主要方式就是给电池保温。

有车企直接在电池的电芯外包装包裹了保温材料,并进一步完善了电池的热管理系统,能够进一步降低电池加热的功率损耗。

也有一些车企采用了油电混合加热的方式为车辆进行加热,利用燃油产生的热量维持电池的温度,为车辆增加续航。

总的来看,磷酸铁锂电池虽然存在一定的问题,但经过多年的市场教育很多车主也有了一定的心理承受能力,再加上,磷酸铁锂电池确实可以带来更低的价格,车企也开始逐步重视磷酸铁锂电池。

结语:动力电池领域还有很长的路要走

低温天气对于所有类型的汽车来说都不友好,而电动汽车受到低温的影响更为明显,无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池在冬季的表现都会打折扣。

目前北方气温已经普遍在零度左右了,一部分磷酸铁锂电动车车主纷纷在网上吐槽自己的车续航缩水严重,甚至缩水一半以上。而三元锂电池的表现则没有那么严重。

这也让磷酸铁锂电池再次陷入舆论中,尽管如此,也还有车企坚持选用了磷酸铁锂电池。与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池安全性更好,同时成本更低,为了降低成本,不少车企都选用了这款电池,但是冬季表现不佳、能量密度不高也是这种电池的天然短板之一。

而采用三元锂电池也会有成本高、安全性低的问题存在。

对于车企来说,无论选择三元锂电池还是磷酸铁锂电池都要面临一定的风险,这也说明了目前动力电池技术还远未到成熟的阶段,仍然还有很长的路要走。

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