新能源汽车电池对比

2021年,比亚迪的市值一度飙升,从年初的四千多亿元突破到了六千多亿,特斯拉因为种种原因导致市值一定的下跌,截至目前,两家公司的市值几乎持平。

图1. BYD    (数据来源于百度)

图2. 特斯拉 (数据来源于百度)

那么比亚迪和特斯拉都是做新能源整车制造的,他们选用的新能源电池技术有啥区别呢,或者我们可以了解和对比一下新能源汽车的电池有哪些?

查询资料得知,新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池镍氢电池锰酸锂电池磷酸铁锂电池三元锂电池等几大门类。

1、铅酸电池

铅酸电池成本低、低温性好、性价比高;能量密度低、寿命短、体积大、安全性差。由于能量密度和使用寿命很低,作为动力的电动汽车无法拥有良好的车速和较高的续航里程,一般用于低速车。

2、镍氢电池

镍氢电池成本低、技术成熟、寿命长、耐用;能量密度低、体积大、电压低、有电池记忆效应。虽然性能优于铅酸电池,但是含有重金属,遗弃后对环境造成污染。

3、锰酸锂电池

锰酸锂电池成本低、安全性和低温性能好的正极材料,但是其材料本身并不太稳定,容易分解产生气体,因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿命衰减较快,容易发生鼓胀,高温性能较差、寿命相对短,主要用于大中型号电芯,动力电池方面,其标称电压为3.7V。

4、磷酸铁锂电池

磷酸铁锂离子电池热稳定佳、安全、成本低、寿命长,能量密度低、怕低温。磷酸铁锂(LiFePO4),特点是有个非常稳定的P-O键,电池温度处于500-600℃时,其内部化学成分才开始分解,并且穿刺、短路、高温都不会燃烧或者爆炸,使用寿命也较长。但车辆续航里程一般,当温度低于-5℃时,充电效率低,不适合北方在冬天充电的需求。

5、三元锂电池

三元锂离子电池能量密度高、循环寿命长、不惧低温;高温下稳定不足。能量密度可达最高,但高温性相对较差,关于续航里程有要求的纯电动汽车,其是主流方向,且适合北方天气,低温时电池更加稳定。

经过对比您可能也会发现这几种不同类型新能源汽车电池的优缺点:

(1)铅酸电池是最早纯电动汽车的动力来源,以铅及其氧化物制成电极材料,硫酸溶液作为电解液,最大的优势就是成本低,但随之而来的缺点是体积大,质量笨重,行程短,寿命短。

(2)镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池,具有高能量、耐用、无污染等特点。镍氢电池相比铅酸电池有不小的提升,并且电解液不可燃、安全性有保障,制造工艺成熟。但是镍氢电池充电效率一般、无法使用高压快充,因此从锂电池广泛引用之后,镍氢电池在汽车上也有被完全取代的趋势

注意:此处有一个问题是镍氢电池是不是绿色电池呢?

说是绿色电池是因为:镍氢电池在生产和使用过程中不会释放有毒物质,所以是绿色的。

那为什么上面分类中又说是“对环境造成污染”,镍是重金属,进入人体有害,而且随意丢弃肯定会对环境有污染。

(3)锰酸锂电池的优点是倍率性能好,制备比较容易,成本较低。缺点是由于锰的溶解导致高温性能和循环性能不佳,通过掺杂铝和烧结造粒,高温性能和循环引得到了很大的提高,基本上能够满足实际使用。总的来说,锰酸锂电池成本低稳定性强低温性强,高温性能较差,循环寿命衰减较快,标称电压为3.7V。

(4)磷酸铁锂电池的优点是安全性极高、循环次数久、高温性能好、容量大、无记忆效应、重量轻、对环境比较友好。缺点是不耐低温,单质铁的威胁(磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性,容易引起短路)、制造成本高。因此,磷酸铁锂电池的最重要的优点是高全性能高,很难发生爆炸,但是成本较高,单质铁威胁。目前Byd新能源汽车基本就是磷酸铁锂电池动力的。

(5)三元锂电池的能量密度更高,倍率性能更好,但循环次数低,安全性能低。相比较而言,同样空间装电池,锂酸铁锂能行驶500km,三元锂可能形式800km,安全性能是最限值的因素。目前,特斯拉的新能源汽车主要是三元锂电池作为动力组成来源。

综合来看,没有哪一种新能源汽车电池是100%完美的,但我比较看好磷酸铁锂电池,因为安全是前提,成本虽然高,但是随着政府补贴和民众愿意花钱在安全方面,也还是很容易被广泛接受的。

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