電動車動力電池優缺點一覽

　　如果說燃油車最緊要的是發動機，那電動車最緊要的非電池莫屬。如今，購買電動車的人越來越多，但面對各種不同的電池，購車者往往一頭霧水，到底哪種電池更好？哪種電池最適合我？

　　近日，記者就此采訪了北汽新能源公司的工作人員。工作人員表示，目前，市場上常見的電動車電池，分別是磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池和錳酸鋰離子電池。這三種電池各有優缺點，不能籠統地說哪種好，哪種就不好，不過購車者可以依據不同的優缺點選擇不同的電池。

　　·現狀·

　　多種電池搞暈購車人

　　上周六，剛剛搖到新能源汽車指標的張先生去聯合電動車超市龍湖長楹天街店購車，他拿到該店銷售員提供的各款電動車資料解析后，被各種不同車型的不同電池給搞暈了。

　　“同樣是北汽的電動車，EV160的電池是磷酸鐵鋰離子電池，EV200的電池就是三元鋰離子電池，還有的車用錳酸鋰離子電池的，這都什么意思啊？我也不是學化學的，這些電池究竟哪一個更好？”張先生一頭霧水。

　　經過銷售員的講解，張先生才對這些電池有了一定的知道。但因為講解的時候都是口述，他只記得三元鋰離子電池比另兩種電池續航里程多，但價格更貴，其他的他也沒記得太清楚。

　　電動車主要用三種電池

　　北汽新能源的工作人員告訴記者，電池從廣義上講主要可分為化學電池、物理電池和生物電池三大類，其中化學電池和物理電池已經使用于量產電動車中，而生物電池則被視為將來電動車電池的緊要發展方向之一。

　　化學電池是目前電動車范疇使用最為廣泛的電池種類，如鎳氫電池、鋰電池、鋰聚合物電池、燃料電池等。這其中，最廣泛使用于電動車的就是鋰電池，也就是我們常說的鋰離子電池。依據電池正極材料的不同，鋰離子電池又可以分為磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池和錳酸鋰離子電池等。

　　北汽新能源的工作人員告訴記者，以上這三種化學電池各有其優點性，很難說哪種電池是最好的。車主在購車時，除了看汽車性能、價格和外觀外，還需依據自身對電池需求進行選擇。

　　·介紹·

　　錳酸鋰離子電池

　　成本較低廉續航里程短

　　錳酸鋰離子電池其標稱電壓達到3.7V，以成本低，安全性好被廣泛使用。目前，日產啟辰晨風使用的正是這款電池。錳酸鋰離子電池擁有較好的安全性能，而且振實密度較大，同樣體積下電池中能裝下更多的物質，擁有更高的電量。由于錳元素儲量高，資源豐富，加工制造錳酸鋰離子電池的成本也較低，能降低消費者的購車成本。

　　但錳酸鋰離子電池的缺點也很分明。其能量密度與磷酸鐵鋰離子電池類似，對于整車的續駛里程有一定影響。與其他鋰離子材料相比，錳酸鋰離子電池的耐高溫性能也較差，相對壽命也會受到影響。

　　此外，由于錳的本身性質不太穩定，易分析萌生氣體，因此多用于和其他材料混合使用，以降低電芯成本，但其循環壽命衰減較快。同時，不穩定性也會使電池本身容易發生鼓脹。

　　磷酸鐵鋰離子電池

　　價格較便宜-5℃以下充電難

　　據北汽新能源的工作人員解析，目前國內電動車普遍采用的電池體系就是磷酸鐵鋰離子電池，其優點是安全性能好、循環壽命長且價格低廉。

　　磷酸鐵鋰離子電池的安全性好，可以在390℃以內的高溫下保持穩定，不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而萌生爆炸或燃燒，可以輕松通過針刺試驗。此外，磷酸鐵鋰離子電池的使用壽命也比較長，理論壽命可以達到7-8年。

　　磷酸鐵鋰離子電池的熱穩定性是目前車用鋰離子電池中最好的，當電池溫度處于500℃-600℃高溫時，其內部化學成分才開始分析。

　　但受限于材料本身和技術方面的原由，磷酸鐵鋰的能量密度較低，北汽新能源的磷酸鐵鋰動力電池系統的能量密度達到了90Wh/kg以上，這一數字在國內已經處于領先水平，但和三元鋰離子電池相比仍有不小差距，這對于整車的續駛里程有一定影響。此外，磷酸鐵鋰離子電池的容量較小，同樣的電池容量，磷酸鐵鋰離子電池的重量更重、體積更大，也影響了其續航里程。

　　磷酸鐵鋰離子電池在低溫下的表現也是目前一部分新能源車主的痛點所在，冬天一般只準許在-5℃以上筆直充電，不能滿足北方車主在冬天低溫下充電的需要。

　　此外，磷酸鐵鋰離子電池平整的放電平臺也給電池荷電狀態（即SOC）估算帶來了困難。電池SOC估算是電動車電池管理系統中緊要的一部分，SOC反映了電池的剩余容況，即在一定的放電倍率下，當前電池的剩余容量與總的可用容量的比值。磷酸鐵鋰離子電池的電壓平臺和嚴重的兩端極化則不利于SOC的估算。

　　三元鋰離子電池

　　體重輕小續航里程非常棒

　　此前，惟有特斯拉等國外少數電動車廠商使用三元鋰離子電池。但從去年開始，北汽EV200也開始使用三元鋰離子電池。三元鋰離子電池是一種使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰離子電池，此前在筆記本等電子設備范疇得到廣泛運用，如今也為越來越多的車企運用于新能源車的動力儲備方面。

　　總體來說，三元鋰離子電池具有能量密度高的突出特點，因此在同樣的電量下，三元電池系統的重量更輕、體積更小，使得整車的續駛里程可以大幅提升。此外，三元鋰離子電池還具有低溫性能好、放電倍率高、一致性好和SOC估算簡便等優勢。

　　與磷酸鐵鋰離子電池相比，三元鋰離子電池的能量密度要高出許多，北汽新能源的三元動力電池系統能量密度能達到105-120Wh/kg，這也就意味著同樣重量的三元鋰離子電池比磷酸鐵鋰離子電池的續航里程更長；在具備相同電量的前提下，三元鋰離子電池的重量更輕、體積更小。

　　三元鋰離子電池的低溫性能好。北汽新能源針對北方的低溫使用需求，通過采用定制開發的低溫改善型電芯，動力電池系統可實現-20℃筆直充電，這大幅縮短了冬季充電時間。以北京為例，全市12月-2月的低溫普遍約為-9℃至-6℃，極端最低氣溫更可達到-20℃至-15℃，在此環境下，一般的車載電池就會因無法充電而停止工作，而北汽新能源的三元鋰離子電池則可正常使用。

　　但其缺點也顯而易見，三元鋰離子電池的熱穩定性不如磷酸鐵電池，當其自身溫度達到250℃-350℃時，內部化學成分就開始分析。因此對電池管理系統提出了極高的要求，需要為每節電池分別加裝保險裝置，這就會加大其經濟成本。同時，由于全球鎳、鈷資源緊張，其大量使用可能導致市場價格上漲，也會增加將來的用車費用。

　　除此之外，三元材料的脫氧溫度是200℃，放熱能量超過800J/g，并且無法通過針刺試驗。這就聲明了三元電池在內部短路、電池外殼損壞的情況下，很容易引發燃燒、爆炸等安全事故。另外，由于三元鋰離子電池材料本身的性質，導致三元鋰離子電池在使用壽命上相對較短。

　　·將來·

　　石墨烯電池將

　　改變汽車行業

　　如今，電動車的發展都聚焦在電池上，電池制造商都在著力讓電池在不減少電能儲備的情況下變得更輕小。

　　生物電池一直被視為將來電動車電池的緊要發展方向之一。2013年科學家已經發現，可以把細菌體表蛋白生成的能量收集起來，作為電能。

　　但由于技術條件的制約，生物燃料電池的研究利用還處于不成熟階段。遠沒有達到全面推廣的時期。目前，科學家們正在為生物電池能夠盡快地使用到電動車上而不斷努力著。

　　相比較看似遙遠的生物電池，目前最有望改變電動車續航里程乃至整個汽車行業的是石墨烯電池。

　　在鋰離子電池內添加石墨烯，可以幫助鋰離子電池降低產能時的熱量，達到減少能量損失的目的，最終避免大量能量被浪費，同時也能減少熱量對電池的損害，提高電池的使用壽命。

　　石墨烯電池的普及將會是電動車的飛躍，一旦石墨烯電池使用到電動車上，對整個汽車行業將是顛覆性的改變。

　　目前，在中國無錫、青島、常州等地都建有石墨烯產業示范基地，全世界的科學家都在致力于盡快讓石墨烯電池量產。

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