新能源汽车动力源分类解析
1、铅酸电池
价格亲民、耐低温、性价比较高;但能量密度较低、寿命较短、体积较大、安全性较差。因能量密度和寿命有限,作为动力的电动车难以实现高速行驶和长距离续航,通常适用于低速电动车。
2、镍氢电池
价格低廉、技术成熟、寿命长、耐用性佳;能量密度低、体积大、电压低、存在电池记忆效应。凭借其卓越的耐用性,镍氢电池被丰田普锐斯混合动力车型长期采用。与锂离子电池相比,镍氢电池的电压仅为1.2V,仅为锂离子电池的三分之一,因此在电压需求固定的情况下,其体积比锂离子电池大很多。虽然性能优于铅酸电池,但含有重金属,废弃后对环境造成污染。
3、锂离子电池
作为当前*先进的技术之一,锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命等优点;电动汽车所用的锂离子电池主要分为磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池。简言之,“磷酸铁锂”和“三元锂”都是动力锂电池的正极材料,对电池能量密度具有决定性作用,因此电池命名多以其正极材料命名,两种电池的命名亦是如此。
4、磷酸铁锂离子电池
磷酸铁锂离子电池具备良好的热稳定性、安全性、成本优势和较长的使用寿命;但能量密度较低、不耐低温。其热稳定性在动力锂离子电池中*佳,电池在500-600℃时才开始分解,且穿刺、短路、高温条件下不会燃烧或爆炸,安全性高于松下钴酸锂离子电池,使用寿命更长。
然而,能量密度低导致电池重量和体积较大,续航里程一般。尤其是在低温环境下,充电效率降低,不适宜北方冬季充电需求。
5、三元锂离子电池
三元锂离子电池能量密度高、循环寿命长、耐低温;但高温稳定性不足。能量密度可达*高,但高温性能相对较差,是追求续航里程的纯电动汽车的主流选择,尤其适合北方天气,低温时电池更为稳定。特斯拉Model3便采用了松下的21700型三元圆柱形电池。
但其缺点在于三元材料在200℃时易脱氧,且无法通过针刺实验,表明三元电池在内部短路、外壳损坏时易引发燃烧、爆炸等安全事故。
“三元锂离子电池”的“三元”指的是包含镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(Al)三种金属元素的聚合物,作为电池正极材料,三者缺一不可,对电池性能至关重要。
镍:提升电池体积能量密度,是提高续航里程的关键,但含量过高会导致容量下降。皖南电机
钴:抑制阳离子混排,提升稳定性和寿命,同时决定电池充放电速度和效率,但高含量会降低实际容量。皖南电机
铝或锰:降低正极材料成本,同时提升电池的安全性和稳定性。皖南电机价格表
为了提高容量,正极中镍的比例不断提高,从早期的NCM111到近年来的NCM523、NCM611,再到目前的NCM811,电池能量密度不断提升,镍的使用量也在增加。
镍含量增加,钴和锰的比例相应减少,但电池的寿命和稳定性理论上会受到影响。目前,三元锂离子电池的发展趋势无疑是“高镍”型,这既受政策支持,也因电动汽车续航里程竞赛的影响。
磷酸铁锂离子电池与三元锂离子电池各有优势,不能简单断言哪种更好,只能说它们在不同的领域各有千秋。磷酸铁锂离子电池在寿命、安全性和成本方面占优,但能量密度和低温性能稍逊;三元锂离子电池则在能量密度和续航方面表现突出,但安全性和寿命稍逊。
与传统汽车行业相比,电动汽车以电能作为动力源,实现了对传统汽车能源的根本性变革。电动汽车的核心在于电池技术的发展,这也是现代汽车行业的关键突破点。