电车锂电池常用的电芯有磷酸铁锂、三元锂等,它们各有特点,以下是具体分析:
磷酸铁锂电池
- 优点
- 安全性高:热稳定性强,如比亚迪刀片电池在针刺试验中无明火、无烟,表面温度仅30-60度,电池包具备挤压不起火、不爆炸特性。
- 使用寿命长:循环寿命可达2000次以上,部分能达到3000次甚至更高,日历寿命8年后容量保持率可达85%。
- 成本较低:原材料成本相对低,电池包价格比三元锂低30%左右。
- 环境友好:不含重金属等有害物质,对环境更友好。
- 缺点
- 能量密度相对较低:同体积下比三元锂电池少储存约40%电能,限制了续航里程。
- 低温性能较差:在-20℃时容量保持率骤降至55%,充电效率也会降低。
- 充电速度较慢:受锂离子扩散速率影响,快充至80%通常需45分钟,比三元锂多15分钟。
- 适用场景
- 南方温热气候地区:温度条件好,能避免低温性能短板,适合家庭日常城市通勤。
- 家庭第二辆车:对续航要求不高,更注重安全性和经济性。
- 预算敏感型消费者:购车和后期使用成本较低。
三元锂电池
- 优点
- 能量密度高:能在相同体积或重量下储存更多电能,如宁德时代Ni55电芯能量密度达250Wh/kg,使车辆续航里程更长。
- 低温性能好:在-20℃时容量保持率可达75%,低温环境下放电性能稳定,车辆启动和续航受影响小。
- 快充效率高:通常30分钟可充至80%,满足快速补能需求。
- 缺点
- 安全性相对较低:热失控触发温度<250℃,针刺实验中容易3秒内爆燃,温度>800℃。
- 成本较高:原材料中钴等价格较高,电池组成本也高。
- 使用寿命相对短:循环寿命一般2000次左右,8年后容量保持率降至75%。
- 适用场景
- 北方寒冷地区:低温性能优势可保证冬季续航。
- 日均行驶里程长的车辆:如网约车、商务用车,对续航和快充要求高。
- 追求极致加速性能的车辆:高镍电池放电倍率可达10C,动力性能好。
其他电芯
- 锰酸锂电池
- 优点:成本低,安全性和低温性能较好。
- 缺点:材料稳定性差,循环寿命衰减快,高温性能不佳。
- 适用场景:主要用于大中型号电芯,在动力电池领域有一定应用,但逐渐被磷酸铁锂和三元锂取代。
- 凝聚态电池
- 优点:宁德时代研发的凝聚态电池安全性高、可靠性高、循环寿命好,能量密度相对提高超四成。
- 缺点:目前处于发展阶段,技术成熟度和量产规模有待提升,成本可能较高。
- 适用场景:未来有望应用于对电池性能要求极高的高端电动汽车等领域。