新能源汽車時代拉開大幕,,不少人開始考慮買電動汽車。電動汽車和燃油車,,外觀上區(qū)別不大,,開起來感覺也差不多,,但車殼子里邊裝的東西,完全是兩碼事,。平時我們愛說汽車有“三大件”:發(fā)動機,、變速箱,、底盤;到了電動車上,,“三大件”就變成了:電池,、電機、電控,,如果再加上底盤,,就成了“四大件”。
不懂點電池,,買電動汽車是不是有點盲目了呢,?能到車管所上牌的正規(guī)電動汽車,用的都是鋰電池,。準確地說,,是鋰離子電池。為啥叫鋰離子電池,?因為這種電池的充放電過程,,就是鋰離子在正負極之間來回搬家的過程。電池的正負極,,就是鋰離子的兩個家,,充電時,鋰離子從正極搬到負極里住,,放電時,,又從負極搬回正極里住。
鋰離子電池,,是目前最技術(shù)最先進的電池之一,。這種電池能量密度高,能存的電就多,;循環(huán)壽命長,,能充放電的次數(shù)就多,用的年頭也長?,F(xiàn)在用在電動汽車上的鋰電池,主要是兩種:磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,。名子一聽就讓人心慌,,瞬間想找出中學化學課本復習一下。算了,,化學沒學好也沒關(guān)系,,畢竟買電動汽車不用先去答一張化學試卷。簡單來說,,“磷酸鐵鋰”,、“三元鋰”,,說的是電池的正極材料。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,,不能簡單說哪種好,,只能說各擅勝場。磷酸鐵鋰電池勝在壽命長,、安全性好,、成本低,但能量密度和低溫性能稍遜,;三元鋰電池勝在能量密度大,,存電多,但安全性和壽命稍遜,。
為什么叫三元鋰電池,?很簡單,因為電池的正極材料是三元鋰,;什么是三元鋰,?就是有三種元素,和鋰拉幫結(jié)派,,組成了復合氧化物小團伙,。說是三元,也不是固定的某三種元素,,而是分了門派?,F(xiàn)在主要有兩個山頭:鎳鈷錳算一個,鎳鈷鋁算一個,。
先說鎳鈷鋁,。我國搞鎳鈷鋁(按元素的縮寫,業(yè)內(nèi)又稱NCA)的時間比較短,,這種電池有一些技術(shù)壁壘,,目前主要是日本和韓國的企業(yè)在生產(chǎn),特斯拉現(xiàn)在用的三元鋰電池,,就是日本松下提供的鎳鈷鋁電池,。國內(nèi)主流的三元鋰電池,是鎳鈷錳電池(業(yè)內(nèi)簡稱NCM),。雖然都叫鎳鈷錳,,鎳鈷錳跟鎳鈷錳也不一樣,不一樣的地方,,主要是正極材料中,,三種東西的比例不一樣。
如果把三元鋰電池拆開來說,,主要是四部分:正極,、負極,、電解液、隔膜,。正極和負極就不說了,,是個電池都有,小學生都知道是什么意思,;電解液好比是公路,,鋰離子在正負極之間來回搬家,就是通過電解液這條公路,;隔膜的原理復雜些,,大家只需要知道,這玩意兒是用來隔離正負極的就行,,不隔離,,不就短路了?
三元鋰電池能存多少電,,主要看正極材料,。正極材料就是鋰離子的家,這個家的房間多,,住的鋰離子就多,,電池的容量就大。而房間多不多,,主要就是看鎳鈷錳這三種東西的比例怎么搭配,。簡單來說,“三元”中的鎳,,主要管的是容量,;鈷,主要管的是壽命(充放電次數(shù)),;錳,,主要管的是穩(wěn)定。換句話說,,鎳多,,電池容量就大;鈷多,,電池壽命就長,;錳多,電池安全性就好,。
為了提高三元鋰電池的容量,就需要提高正極中鎳的比例,。所以你看,,鎳的比例在不斷提高 ,,從早期的NCM111,到近兩年的NCM523,、NCM611,,再到今年紛紛上馬的NCM811,電池能量密度越來越大,,鎳用得也是越來越生猛,。比如蔚來的ES8用的還是NCM523,ES6就一躍而成NCM811,。廣汽新能源的Aion S,、吉利的幾何A等,紛紛用NCM811提升續(xù)航里程,,造車新勢力當然不會示弱,,小鵬、合眾等也有811電池車型上市,。
鎳用得多,,鈷和錳的比例必然會減少。電池的壽命和穩(wěn)定性是不是會受影響,?理論上會,,但從技術(shù)上解決問題也不是不可能,誰知道呢,!哪種電池誰會是勝者,?現(xiàn)在唱主角的無疑就是三元鋰電池,而且是“高鎳”的三元鋰電池,。這一方面是政策原因,,續(xù)航里程長、電池能量密度高的電動汽車,,能拿到的財政補貼就多,;另一方面是各汽車廠商要搶風頭,搞續(xù)航里程競賽,,好像誰家的車續(xù)航長,,誰家的技術(shù)就先進。
隨著補貼政策的“退坡”和退出,,三元鋰電池的“高鎳”沖動可能會冷靜一下,。而隨著磷酸鐵鋰技術(shù)的進步,與三元鋰互爭雄長也在意料之中,。比亞迪8月份透露,,將于明年5-6月份推出的全新一代鐵鋰電池,體積比能量密度將提升50%,壽命長達8年120萬公里,,成本還可以節(jié)約30%,。有分析說,磷酸鐵鋰的能量密度有望與622三元鋰電池媲美,,誠如此,,再有安全性好、壽命長,、成本低的加持,,磷酸鐵鋰電池未嘗不會再回舞臺中央。
再過幾年,,就要看固態(tài)鋰離子電池了,。固態(tài)鋰電池,電解質(zhì)由液體變成了固體,,電容量大,、充電速度快,又沒有電解液泄漏起火的風險,,可謂理想的動力電池,。全球已經(jīng)有幾家公司推出了固態(tài)電池的原型電池,也許三五年之內(nèi),,這種電池就會異軍突起,。