城市之窗|電池科技革命,特拉斯即將引領「三元鋰」市場應用

2020年，由於疫情大家對環境友好的新能源汽車更加關注，特斯拉的2020也是春風得意，僅僅憑藉特斯拉Model 3一款車型，連續多個月銷量破萬，穩居國內純電動車市場銷量冠軍。雖然此前召回的「甩鍋」言論讓大家很不爽，但是對於特斯拉還是愛的。

日前，工信部發布《道路機動車輛生產企業及產品公告》（第338批）的車輛新產品公示清單顯示，國產特斯拉Model Y已完成工信部申報，電池類型為三元鋰離子電池。特斯拉官網顯示，Model Y預計最快2021年開始生產，目前官網售價為48.8萬元。

那麼問題來了，特斯拉為什麼要換三元鋰離子電池，三元鋰離子電池真的安全嗎？

在我的印象中，新能源汽車多使用壽命長，安全係數高的磷酸鐵鋰電池，但隨著技術的進步，體積小，能量密度高的三元鋰離子電池爆發出更大的潛質，逐漸成為新能源汽車的主流。那麼二者相比，各自有什麼優缺點呢，讓我們一起來扒一扒。

三元鋰電池

1、能量密度高

車用三元鋰電池與我們電子產品中的三元鋰電池並無本質上的區別，由於電池正極含有鎳鈷錳三種元素，又被稱為三元鋰電池。由於在電池中按照一定比例添加了鎳鈷錳三種元素，所以此類電池的能量密度高，快充效率好。

2、熱穩定性稍差

三元鋰電池由於內部的化學元素活躍，導致其熱穩定性較差，在250℃-300℃的高溫下便容易發生強烈的化學反應，甚至產生爆燃。所以，要想實現較高的安全性，便需要投入很高的成本。

3、成本高

鈷作為鋰電池中保障電池穩定不可或缺的元素，其價格非常昂貴。目前，鈷元素的市場價格在28萬元/噸左右，而據統計，一輛特斯拉Model 3大約需要消耗掉7公斤的鈷。除此之外，鎳元素作為提高電池能量密度的關鍵元素，而其價格同樣達到11萬元/噸左右。

4、循環壽命稍差

理論上來講，三元鋰電池壽命是2000次充放電循環，如果一天一充，能維持5年多。但實際上如果進行1000次充放電循環，三元鋰電池已經衰減了一半左右，也就是說充滿電只能跑原來裡程的一半。所以如何避免這種情況呢？隨用隨充，淺充淺放，不要把電耗盡才去充電。另外，優秀的電池管理系統也能減緩三元鋰電池衰減。

5、低溫放電性能好

三元電池低溫溫度使用下限值-30°C，低溫放電性能好，和磷酸鐵鋰電池相比相同低溫條件下，冬季時裡程衰減不到15%，明顯高於磷酸鐵鋰電池。

磷酸鐵鋰電池

1、熱穩定性強

磷酸鐵鋰電池，其內部的正極材料電化學性質比較穩定，在超過600℃的溫度時才會發生分解。在電池充放電的過程中，電池結構不會發生變化，不會燃燒爆炸，並且在短路、過充、擠壓、針刺等特殊條件下仍然十分安全。這也就意味著電池企業可以在電池安全方面投入較小的成本就能達到較高的安全水平。

2、循環壽命長

磷酸鐵鋰電池的循環壽命較長，可以達到2000次以上。據某參考試驗數據顯示，磷酸鐵鋰電池循環5000次剩餘容量達到84%。

3、成本低

由於磷酸鐵鋰電池內部基本不含有任何貴重金屬與稀有金屬，其造價明顯低於三元鋰電池，並且其無毒、無汙染的結構對環境也是十分友好的。

4、能量密度小

磷酸鐵鋰電池最大的缺點就是電池的能量密度不高。隨著近些年的發展，一些龍頭企業通過優化電池內部空間結構，進一步縮小了其與三元鋰電池之間的差距，但由於技術限制始終無法達到可與鋰電池媲美的水平。

5、低溫性能差

磷酸鐵鋰安全性高，但是低溫性能是最差的，溫度使用下限值-20°C，在不同的低溫環境下容量保持率不一樣，在0°C 時的容量保持率約60～70%，-10°C時為40～55%，-20°C時為20～40%。這一點將會嚴重影響寒冷地區的用戶用車。

總之，相較於磷酸鐵鋰，三元鋰離子電池體積更小、能力密度更高、耐低溫、循環性能也更好，因此成為新能源汽車領域的主流。但是缺點是熱穩定性較差，在250-300℃高溫就會產生分解，並且三元鋰材料的化學反應尤其強烈，一旦釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，隨即發生爆燃現象。

之前的廣汽新能源Aion S汽車在無充電的情況下突然著火，搭載的就是811電池，這讓Aion S的電池能量密度達到了180Wh/kg。目前，在新能源動力車型市場中佔主流地位的型號是622型，沒有811電池那麼激進，因此安全性方面的表現也更加可靠。