這種材料現在比較火。三元材料。這種三元材料實際上是由三種物質組成的。
這三種材料是什麼?還有一種就是用鋁代替錳,就是鎳鈷錳或者鎳鈷鋁。鎳可以提高電池的能量密度。鎳越多,電池的能量就越高。鈷使電池更穩定,錳和鋁用作輔助材料。
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能量密度
為了降低這種電池的成本,這三種材料按一定比例混合形成三元材料。那麼這種磷酸鐵和三元材料有什麼優勢呢?下面我們從三個角度來對比一下,畫一張表。比較這兩種電池,第一個叫做能量密度,就是說一公斤的電池可以提供多少電量。LFP是指磷酸鐵材料。
這種鋰電池的能量密度約為100至150瓦。每千克小時100瓦時每千克是多少?即一公斤電池可以提供100瓦時的能量。100瓦時是多少?一千瓦時等於1度。100瓦時是0.1度。0.2度的電能我們看NCM和NCA。NCM是指鎳鈷錳三元材料。
磷酸鐵鋰電池的低溫性能很差
NCA是指鎳鈷鋁。那麼這個三元材料的能量密度是多少可以達到200到300瓦時每公斤呢?大家可以看到它的能量密度大約是左邊那個的兩倍。這是什麼意思?就是說同樣質量的電池,能量是你的兩倍,有點誇張。你以為你的手機可以待機8次。
我可以待機16個小時,你的電車可以跑200公里,我可以跑400公里,差別很大。另外,再來看看低溫性能。低溫性能是指電池在溫度比較低的情況下是否還能工作。更好的放電。磷酸鐵鋰電池的低溫性能很差。
一旦溫度比較低,基本就沒電了。我們之前用的手機經常出現這種情況。一旦天氣變冷,它的功率有多大都無所謂。
三元材料
它馬上就沒電了,對吧?因為我們用的是磷酸鐵鋰電池。鋰電池的低溫性能很差,但三元材料的低溫性能更好。其低溫性能可達-20°C。依然可以保持85%以上的電能輸出,所以從這個角度來說,三元材料還是比較好,但也不是什麼都完美吧?在安全性方面,磷酸鐵鋰電池要好一些。你為什麼這麼說?
因為磷酸鐵鋰電池其自燃溫度為800℃。在800℃時,它會自燃,然後才會自燃。三元材料在200℃時,材料開始熔化,然後自燃爆炸。所以很明顯磷酸鐵鋰電池的安全性能更好。不僅如此,磷酸鐵鋰電池在受到撞擊或刺穿時不易爆炸,相反,三元材料更容易發生爆炸,因此磷酸鐵在安全性方面更勝一籌。
高額補貼
那麼綜上所述,我們應該使用哪種鋰電池呢?嗯,其實沒有定論。比如我們的空間要求不是那麼嚴格,比如公交車,對吧?我們對安全性要求更高,也許我們需要用到這種磷酸鐵鋰電池。現在這種電動公交車在我們國家。
車子還是不能用三元材料的,但是反過來說,如果是小型車,對空間要求比較高,那我們就應該用三元材料,這樣可以提高安全性吧?而工信部發文一文,就是對這款新能源汽車進行補貼。他的要求是,如果你的電池能量密度低於每公斤105瓦時,那麼就不給補貼。120瓦時到140瓦時每公斤,超過140瓦的會正常補貼。高額補貼只能按每小時每公斤計算。
為了獲得高額補貼,新能源車企也會對這種三元材料鋰電池給予更多的考慮。一直以磷酸鐵鋰電池為主要材料的比亞迪,如今也推出了。2017年工信部批准了296款新能源汽車,其中221款採用三元材料,只有33款採用磷酸鐵材料,所以從這個角度來看,三元材料有可能是未來的發展方向,但是如何保證這種三元材料鋰電池的安全性呢?讓我們討論安全問題。