
前兩期文章主要講述了我們未來需要那種新能源電動汽車,本期我主要討論電動汽車的心臟—電池。
為什么說電池是電動汽車的心臟?這要先從電動汽車的歷史說起。一說起電動新能源車,很容易將其歸納為一個全新的技術以及事物。其實,電動車的歷史遠比想象的早,甚至早于燃油汽車。美國人托馬斯·達文波特于1834年制造出第一輛直流電機驅動的電動車;1838年蘇格蘭人羅伯特·戴維森發明了電驅動的火車;時至今日依然使用的有軌電車是1840年在英國出現的專利。世界上第一輛電動汽車于1881年誕生,發明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫,這是一輛用鉛酸電池為動力的三輪車。之后就出現了以鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等燃料電池作為電力。
可以看到,雖然電動汽車早于燃油車發展,并在早期取得了一定的規模,但在近代,由于燃油汽車的大力發展,使電動汽車在競爭中受挫。但真正的問題是,過去以鉛酸電池為主的電動車,受制于鉛酸電池的密度、壽命、功率等多方面限制,一直沒有辦法在動力源,也就是電池方面取得突破,以至于使電動汽車發展陷入停滯。
鋰電池的分類及優缺點
這一問題直到鋰電池的出現且經20年大力發展才得以逐步改善解決。
鋰電池通常分兩大類:
鋰金屬電池:鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
鋰離子電池:鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
雖然鋰金屬電池的能量密度高,理論上能達到3860瓦/公斤。但是由于其性質不夠穩定而且不能充電,所以無法作為反復使用的動力電池。而鋰離子電池由于具有反復充電的能力,被作為主要的動力電池發展。但因為其配合不同的元素,組成的正極材料在各方面性能差異很大,導致業內對正極材料路線的紛爭加大。
通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池(三元鎳鈷錳)。
以上各類電池都有優缺點,大致歸納為:
磷酸鐵鋰:
優點:壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素無害、成本低。
缺點:能量密度低、振實密度低(體積密度)。
三元鋰:
優點:能量密度高、振實密度高。
缺點:安全性差、耐高溫性差、壽命差、大功率放電差、元素有毒(三元鋰電池大功率充放電后溫度急劇升高,高溫后釋放氧氣極容易燃燒)。
錳酸鋰:
優點:振實密度高、成本低。
缺點:耐高溫性差,錳酸鋰長時間使用后溫度急劇升高,電池壽命衰減嚴重(比如日產電動車LEAF)。
鈷酸鋰:
通常用于3C產品,安全性極差,不適合做動力電池。
理論上,我們需要的電池應該是能量密度高、體積密度高、安全性好、耐高溫低溫、循環壽命長、無毒無害、可大功率充放電,聚所有優點為一體而且低成本。但目前并不存在這樣的電池,那么在不同種類電池的優缺點中就需要取舍。而且,不同的電動車對電池的需求點也是不同的,因此只有立足于長遠地對電動汽車作出判斷,才能有利于我們正確地判斷電池路線的選擇。
磷酸鐵鋰電池的優越性
這里就需要回溯前兩篇的論述,我們分析了未來的電動汽車應該以小里程、快充電的電動汽車為主。而目前家用車需要長續航的雙?;旌蟿恿Γ约肮皇袌龅拇罄m航純電汽車。那么這樣的車需要什么樣的電池?
一、安全
