動(dòng)力電池是新能源汽車三電技術(shù)中的核心。然而，最近電池“不靠譜”引起新能源汽車頻頻起火。而據(jù)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，去年，我國新能源汽車起火事故共發(fā)生40余起，超過2016年、2017年的總和。不僅如此，記者從多個(gè)汽車投訴平臺(tái)看到，

動(dòng)力電池是新能源汽車三電技術(shù)中的核心。然而，最近電池“不靠譜”引起新能源汽車頻頻起火。而據(jù)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，去年，我國新能源汽車起火事故共發(fā)生40余起，超過2016年、2017年的總和。

　　不僅如此，記者從多個(gè)汽車投訴平臺(tái)看到，各大品牌關(guān)于電池衰減、續(xù)航里程“縮水”等投訴并不少見。

　　目前，首批進(jìn)入市場(chǎng)的新能源汽車電池已進(jìn)入“退役”期。換電池的費(fèi)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了很多車主的預(yù)計(jì)。前不久，剛剛公布的新能源汽車電池更換費(fèi)用顯示，比亞迪電池成本高達(dá)6萬元，而這個(gè)價(jià)格還算“便宜”的了。

　　重慶一車主就曾吐槽，100多萬高端品牌混合電動(dòng)車，開了3年多估價(jià)就只值30多萬元，電池“扯拐”需要更換，費(fèi)用為14萬元。

　　“一塊電池的成本幾乎占到整車的30%~40%，一般新能源汽車的電池更換頻率是兩到三年一次?！币晃徊辉妇呙臉I(yè)內(nèi)人士表示。有專家預(yù)計(jì)，2020年我國退役動(dòng)力電池累計(jì)約為20萬噸，2025年將達(dá)78萬噸。

　　電池衰減超20%就“廢”了

　　作為電動(dòng)汽車來說，電池就是最大的籌碼。磷酸鐵鋰和三元鋰電池是目前市面上使用率最高的動(dòng)力電池。

　　以新能源車界赫赫有名的特斯拉為例，就是使用的松下的三元鋰電池。而國內(nèi)新能源車比亞迪則使用的是磷酸鐵鋰電池，此類電池在循環(huán)壽命上要高于三元鋰電池，安全性也更優(yōu)。但由于此類電池能量密度較低，如果要達(dá)到MODEL S 90D同樣的續(xù)航，就需要更多的電池單元，整車重量和成本就大幅增加。

　　有媒體報(bào)道稱，榮威ERX5 EV400換電池需要8萬元、蔚來ES8基準(zhǔn)版換電池需要10萬元、特斯拉僅電池需要21萬元……換電池如此之貴，那么電池的壽命究竟有多長？記者梳理發(fā)現(xiàn)，目前，車企的質(zhì)保期均滿足8年或12萬公里的質(zhì)保期，有的企業(yè)還高于這一質(zhì)保期。如比亞迪，6年或15萬公里，電芯終身保修。然而對(duì)于電池衰減程度，大多數(shù)廠家卻并未作出說明。僅有北汽新能源、比亞迪、上汽乘用車等車企給予20%動(dòng)力電池衰減度給予置換的承諾。眾多車企之所以不約而同將電池衰減度定為20%，是因?yàn)槌^20%的動(dòng)力電池就已不適合車用。

新能源純電動(dòng)汽車的核心無疑是電池，時(shí)下，市面上主流新能源純電動(dòng)汽車的電池基本上采用的是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，相關(guān)資料顯示，2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用車中，采用三元鋰電池的車型有221款，而采用磷酸鐵鋰的僅有33款、

磷酸鐵鋰的循環(huán)壽命在2000~3000次左右，而三元鋰的循環(huán)壽命在500~800次左右。從循環(huán)壽命上看，磷酸鐵鋰電池的壽命是三元鋰的4倍左右。為什么電動(dòng)車還是會(huì)有很大一部分使用三元鋰電池呢？

1. 循環(huán)壽命對(duì)比，磷酸鐵鋰優(yōu)勢(shì)明顯

鐵鋰電芯的循環(huán)壽命在2000~3000次左右，組裝成PACK電池組之后，循環(huán)壽命在1500~2000次左右；三元鋰電芯的循環(huán)壽命在500~800次左右，組裝成PACK電池組之后，循環(huán)壽命在300~500次左右。（測(cè)試條件：1C充放電，25℃實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，放電深度DOD100%）

無論是電芯還是電池組PACK，磷酸鐵鋰的壽命都會(huì)比三元鋰高出很多。

2. 穩(wěn)定性對(duì)比，磷酸鐵鋰略勝一籌

由于材料的特性，磷酸鐵鋰的穩(wěn)定性會(huì)比三元鋰的略好一些。在一些異常的情況下，例如在電芯過充、高溫、短路等，三元鋰材料穩(wěn)定性能會(huì)比磷酸鐵鋰的差一些。

3. 能量密度對(duì)比，三元鋰優(yōu)勢(shì)明顯

在重量能量密度上，三元鋰的重量能量密度可以達(dá)到300Wh/Kg，而磷酸鐵鋰的重量能量密度只有150Wh/Kg左右。

在體積能量密度上，三元鋰的體積能量密度可以達(dá)到700Wh/Kg，而磷酸鐵鋰的體積能量密度只有350Wh/L左右。

舉個(gè)實(shí)際應(yīng)用中的例子，

標(biāo)準(zhǔn)的小力鷹外箱，可以擺放288顆18650電芯。

如果使用磷酸鐵鋰電芯18650-3.2V-1600mAh，可以做到19串15并，容量60.8V24Ah，1459.2Wh。

而如果使用三元鋰電芯18650-3.6V-3500mAh，可以做到17串16并，容量61.2V56Ah，3427.2Wh。

對(duì)比瓦時(shí)數(shù)，同體積同重量下，三元鋰電池組的瓦時(shí)數(shù)會(huì)是磷酸鐵鋰的2.3倍左右。

4. 成本對(duì)比，三元鋰略顯實(shí)惠

三元鋰電池組的國產(chǎn)成本在0.8元/Wh左右，而鐵鋰電池組的國產(chǎn)成本在1.3元/Wh左右。相比之下，三元鋰的成本略實(shí)惠一些。（以上價(jià)格僅供參考，目前鋰電池組的價(jià)格差異范圍比較大）

磷酸鐵鋰電池：是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會(huì)有供料問題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。

磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環(huán)壽命。文獻(xiàn)顯示，在充電條件為1C倍率充電至3.65V，然后轉(zhuǎn)恒壓至電流下降到0.02C，之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V，循環(huán)1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn)：更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。

磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環(huán)境下，放電能力和容量均會(huì)大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度只有120Wh/kg，如果計(jì)算整個(gè)電堆，包括電池管理系統(tǒng)、散熱等零部件的能量密度就更低了。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020 年)》明確提出“電池模塊的能量密度要求是大于 150 瓦時(shí)/公斤”的要求。此外，磷酸鐵鋰電池材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，產(chǎn)品一致性差。

三元鋰電池：正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。這種材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn)，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。據(jù)清華大學(xué)歐陽明高解釋：本次調(diào)查中所稱的"三元"材料，指的是正極是三元，負(fù)極是石墨的通常說法中的"三元?jiǎng)恿﹄姵?em>"。而在實(shí)際研發(fā)應(yīng)用中，還有一種正極是三元，負(fù)極是鈦酸鋰的，通常被稱為"鈦酸鋰"，其性能比較安全，壽命比較長，不屬于普通所說的"三元材料。"

三元鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前，隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善，電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V，在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過鈷酸鋰電池水平。

三元鋰電池的安全性較差，由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性差，且pH值過高易使單體脹氣，進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn)。250-300℃就會(huì)發(fā)生分解，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點(diǎn)就著，產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加劇正極分解，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。車禍中，外力撞擊會(huì)損壞電池隔膜，進(jìn)而導(dǎo)致短路，而短路時(shí)發(fā)出的熱量會(huì)造成電池?zé)崾Э兀⒀杆賹囟壬?00℃以上，存在自燃風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)于三元鋰電池而言，其電池管理系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)就至關(guān)重要。

迄今為止，三元和磷酸鐵鋰電池還未能夠分出真正的勝負(fù)，當(dāng)然略占上風(fēng)的是三元鋰電池，但兩者至少在現(xiàn)階段都不是完美的解決方案，石墨烯或者氫燃料電池等其他替代能源技術(shù)都在一旁虎視眈眈。

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