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從磷酸鐵鋰到三元鋰,從三元鋰又重新回到磷酸鐵鋰,最近一年磷酸鐵鋰電池又有一種重新“受寵”的感覺。

就在最近,小鵬汽車也推出了搭載磷酸鐵鋰電池版本的小鵬P7,而此前特斯拉Model 3的入門車型也換裝了磷酸鐵鋰電池,再之前比亞迪漢EV更是全系搭載了磷酸鐵鋰的刀片電池。

究竟磷酸鐵鋰電池有什麼魔力,讓它們先後用上磷酸鐵鋰電池,小鵬打的又是什麼算盤?

增加磷酸鐵鋰電池,小鵬價格降了嗎?

小鵬P7新增了兩款後驅標準續航車型,分別是智享版、智尊版兩款,均搭載了磷酸鐵鋰電池。

新車補貼後的售價為22.99萬元-23.99萬元,NEDC續航里程為480km,並即日起開啟銷售,它預計的交付時間為2021年5月。

咋眼一看,它的起售價和搭載三元鋰電池版本的車型並沒有什麼不同,起售價都是22.99萬元,而細看配置表後可以發現磷酸鐵鋰版本車型起步即中配,也就是說同樣配置搭載三元鋰電池的車型要比磷酸鐵鋰電池貴上2萬元。

可問題來了,同樣價格究竟是選低配長續航的三元鋰車型還是選中配續航短的磷酸鐵鋰電池車型,這就給消費者一個選配置還是選續航的難題了。

可能網友們又有新問題,為什麼不推出低配短續航的磷酸鐵鋰車型,這樣售價直接就降低2萬元,起售價降低至20.99萬元。

只能說這是好問題,從小鵬的角度來看應該是想維持P7的起售價,保持品牌的調性,避免像特斯拉一樣落入“割韭菜”的罵名。

新車的變與不變

相比現款車型,小鵬P7後驅標準續航車型最大的變化是搭載了由寧德時代提供的60.2kWh磷酸鐵鋰電池組,NEDC綜合工況續航里程為480公里。

電池容量相比三元鋰電池版本少了10.6kWh,這也是為什麼磷酸鐵鋰車型續航只有480km的原因。

動力方面採用後驅形式,電機最大功率為196kW,0-100公里/小時加速時間為6.7秒,最高車速170公里/小時,動力資料和三元鋰電池版本一致。

由於電池型別的差異,雖然磷酸鐵鋰電池車型的電池容量少了10.6kWh,但是充電時間卻沒有減少,反而更久。

根據官方資訊,採用直流快充由30%充至80%預計需要30分鐘,而採用交流慢充由30%充至80%預計需要5小時。

相比之下,三元鋰電池版本採用快充由30%充至80%只需要28分鐘,顯然配備磷酸鐵鋰電池的車型它支援的最大充電功率要小一些。

總的來說,換裝磷酸鐵鋰電池後,新車配置不變,續航短了,價格便宜了2萬元。

磷酸鐵鋰的優勢和劣勢

比亞迪、特斯拉和小鵬先後都推出了搭載磷酸鐵鋰電池的車型,是想降低售價還是磷酸鐵鋰有了大突破,其實對於特斯拉和小鵬來說基本就是單純的想拉低售價,因為它們的高配車型依舊是採用三元鋰電池。

對於比亞迪來說,它首創的刀片電池確實使得磷酸鐵鋰電池在能量密度、安全性上有了大的提升,最新的漢EV車型更是全系採用磷酸鐵鋰電池,顯然比亞迪自信多了。

其實對於這兩種電池來說,它們的優點和缺點都比較明顯。

1、電池能量密度:三元鋰>磷酸鐵鋰

首先在能量密度上,三元鋰就有先天的優勢。

磷酸鐵鋰電池(LFP)是用磷酸鐵鋰作正極材料的鋰離子電池,三元鋰電池則是一種以鎳鈷元素作為正極材料,以錳鹽或鋁鹽來穩定化學架構的鋰電池,主要有NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)。

受制於化學特性,磷酸鐵鋰電池的電壓平臺低,磷酸鐵鋰電池的能量密度大概在140Wh/kg左右。而三元鋰電池電壓高,能量密度基本為240Wh/kg。也就是說,在相同電池重量下,三元鋰的能量密度是磷酸鐵鋰材料能量密度的1.7倍。

因此,同等體積或者尺寸的電池包,三元鋰電池的容量更大,自然續航里程也就能做到更高了。

從上表可以明顯看出它們的差異,小鵬和特斯拉裝配磷酸鐵鋰電池的車型電池容量在60.2kWh和55kWh,續航也相當分別是480km和468km。

參考它們的三元鋰電池的車型,電池容量都要大上10到20kWh以上,續航里程也遠大於裝配磷酸鐵鋰電池的車型。

顯然,對於小鵬汽車和特斯拉來說,入門車型裝配磷酸鐵鋰電池只是為了降低購車門檻。

對於比亞迪來說,由於採用了無模組技術搭配刀片電池技術,它的電池包能夠塞進更多的容量,因此它的續航表現能和三元鋰電池匹敵。

2、安全性:磷酸鐵鋰>三元鋰

磷酸鐵鋰的熱穩定性是目前車用鋰電池中最好的,電熱峰值大於350℃,當電池溫度處於500-600℃高溫時,其內部化學成分才開始分解。

三元鋰電池的熱穩定性較差,300℃左右就開始分解,因此對電池管理系統的要求非常高,需要防過溫保護裝置和電池管理系統來保護電池的安全。所以在高溫條件,磷酸鐵鋰的安全性相對較高。

3、低溫效能:三元鋰>磷酸鐵鋰

冬天電動車續航里程衰減已經是司空見慣了,磷酸鐵鋰電池的低溫效能要劣於三元鋰電池。

磷酸鐵鋰電池溫度使用下限值-20℃,且低溫環境下放電效能差,在0℃ 時的容量保持率約60~70%,-10℃時為40~55%,-20℃時為20~40%。

三元鋰電池低溫溫度使用下限值-30℃,低溫放電效能好,和磷酸鐵鋰電池相同低溫條件下,冬季時里程衰減不到15%,明顯高於磷酸鐵鋰電池。

當然,為了避免出現明顯的里程衰減現象,大多數車輛現在都有相應的熱管理來保證電動車冬季效能,但是這樣的結果就是消耗大量電池的電量來進行保溫,續航也就大受影響了。

4、壽命:磷酸鐵鋰>三元鋰

電池壽命就是電池在多次完全充放電後的電量衰減,一般電動車電池充滿後衰減到原有80%電量就代表電池該換了。

磷酸鐵鋰電池的完全充放電迴圈次數大於3500次後電量才會衰減到原有的80%。也就是說如果每天充放電一次,磷酸鐵鋰電池也要將近10年才出現明顯衰減現象。

而三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池壽命短一些,完全充放電迴圈大於2000次會開始出現衰減現象,也就是大概在6年的時間,當然透過電池管理和車輛電控系統也可以稍微延長一點電池壽命,但是也只能是稍加延緩。

5、成本:三元里>磷酸鐵鋰

在電池成本上,磷酸鐵鋰電池也有巨大優勢,它沒有貴重金屬(鎳鈷金屬元素),所以在生產成本上較低,而這也就能夠解釋為什麼車企又重新對磷酸鐵鋰電池感興趣了。

三元鋰電池使用了鎳鈷錳多種材料,並且高鎳電池的生產需要比較嚴格的工藝環境,目前成本比較高。

並且經過這幾年的開發,作為關鍵材料鋰、鈷等金屬資源開始吃緊,尤其是金屬鈷,它的價格一路飛漲,報價在20萬元/噸以上。而一噸電解鎳的價格,目前也就11萬出頭。所以也倒逼著電池企業往811路線,提升鎳的含量,降低鈷的含量,也能帶來成本的降低。

CTP技術的加入讓磷酸鐵鋰回春

實際上,磷酸鐵鋰受寵的另外一個原因在於CTP(無模組技術)的加入,使得它的電池包能量密度大增,注意電芯能量密度和電池能量密度是兩回事。

從結構來說,比亞迪的刀片電池同樣屬於CTP技術的一種,和寧德時代釋出的CTP技術理念相同。

它們都是將電芯直接整合為電池包,省去了中間模組環節。不同之處在於,比亞迪是採用的是完全無模組方式,難度更大也更為徹底;寧德時代則是以大模組替代小模組的方式。

由於零部件的減少,帶來重量的減少,因此單位質量能量密度也能夠提高,整車續航里程也能提高。採用CTP技術的電池PACK,帶電量約增加20%-30%,續航里程也能提升20%-30%。

所以,磷酸鐵鋰值得買嗎?

從電池能量密度、低溫效能、安全性、使用壽命以及成本來看,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是各有優勢,有點難分難解。

採用三元鋰電池,續航優勢明顯;採用磷酸鐵鋰安全性好,價格便宜,如何選擇實際也並不難。

按地域劃分,在北方由於冬天天氣寒冷,三元鋰對低溫效能表現要優於磷酸鐵鋰,因此選擇三元鋰電池版本是最優選擇。

對於南方來說,磷酸鐵鋰電池受天氣影響較小,因此預算有限可以選擇入門的磷酸鐵鋰車型,預算充足就選擇續航更長的三元鋰車型。

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