上次的文章——《40天內(nèi)4臺(tái)車自燃!這家車企銷量卻出現(xiàn)猛漲?》和大家說了純電動(dòng)車自燃事件,“身嬌肉貴”的三元鋰的確不好伺候,電芯溫度只要超過200℃就有可能引發(fā)熱失控,之后就是整個(gè)電池組爆燃的慘劇,熱管理系統(tǒng)經(jīng)不起任何閃失,相比下來,磷酸鐵鋰電池脾氣簡(jiǎn)直不要太好。
磷酸鐵鋰電池超過600℃才有可能引發(fā)熱失控,而且單個(gè)電芯熱失控也不容易導(dǎo)致整個(gè)電池組全部完蛋,而且磷酸鐵鋰電池更耐得住循環(huán)充電。所以在今天,磷酸鐵鋰電池又迎來了第二春,電動(dòng)車銷量冠亞軍——宏光MINIEV、國(guó)產(chǎn)特斯拉Model 3都采用了磷酸鐵鋰電池,比亞迪的“刀片”電池更是成為了磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域的明星,但即使像“刀片”電池這樣出色的電池也同樣要面對(duì)磷酸鐵鋰電池的通病——怕冷。
比亞迪“刀片”電池通過優(yōu)化電池組結(jié)構(gòu),解決了磷酸鐵鋰電池能量密度低的缺點(diǎn),但它依然還會(huì)怕冷嗎?
一直以來,磷酸鐵鋰電池在冬季續(xù)航衰減嚴(yán)重,這讓很多電動(dòng)車主苦不堪言,其實(shí),磷酸鐵鋰電池的安全性和怕冷都是磷酸鐵鋰的化學(xué)特性決定的。
今天咱們摒棄專業(yè)術(shù)語,把其中的玄機(jī)講給大家聽。在鋰電池里,電池正極材料就像是一個(gè)籠子關(guān)著鋰離子,放電的時(shí)候,負(fù)極石墨上嵌套的鋰原子身上的電子被搶走,正極材料把鋰離子抓進(jìn)來關(guān)起來,等到充電的時(shí)候再放出來。
磷酸鐵鋰、三元鋰這樣的正極材料都是籠子,但籠子的特點(diǎn)不一樣,三元鋰材料,對(duì)待鋰離子寬進(jìn)寬出,這就讓三元鋰電池更容易實(shí)現(xiàn)高電壓高功率,另外,同等重量的三元鋰材料能容納更多的鋰,這讓三元鋰電池的能量密度更高。
但是,三元鋰材料這個(gè)籠子不結(jié)實(shí),高溫會(huì)崩解,并釋放出氧氣,三元鋰電池自燃反應(yīng)之所以這么猛烈,就是因?yàn)槿嚥牧媳澜忉尫诺难鯕鈱?duì)反應(yīng)形成了正向促進(jìn)。
而磷酸鐵鋰這個(gè)籠子很結(jié)實(shí),高溫不易崩解,壽命比三元鋰材料長(zhǎng),但是對(duì)待鋰離子奉行嚴(yán)進(jìn)嚴(yán)出,電池的電壓/功率不易做高,尤其是在低溫環(huán)境下,鋰離子更難從磷酸鐵鋰材料這個(gè)籠子里跑出來,這就是磷酸鐵鋰電池冬季衰減嚴(yán)重的原因。
明白了原理,估計(jì)所有人都知道怎么改善磷酸鐵鋰電池的冬季續(xù)航性能了,沒錯(cuò)!加熱。對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行加熱,各家想出的辦法真不少,比較簡(jiǎn)單粗暴的方法有下面這個(gè):
某造車新勢(shì)力直接給電池組安排了一個(gè)小型“柴油熱水器”,用燃燒柴油作為熱源給電池加熱,但作為新能源車,這樣的措施實(shí)在有點(diǎn)辣眼睛。
而在新能源車快速發(fā)展的今天,給磷酸鐵鋰電池“熱身”的手段正在不斷完善。例如,比亞迪刀片電池的電芯外層包裹了保溫材料,保溫材料內(nèi)部是熱管理系統(tǒng),這樣的結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步降低用于電池加熱造成的功率損耗。據(jù)官方數(shù)據(jù),比亞迪刀片電池組能夠保證在-10℃下的正常使用。
可實(shí)際情況真的如此嗎?汽車之家2020電動(dòng)車冬季續(xù)航測(cè)試已經(jīng)完成,據(jù)說幾款采用磷酸鐵鋰電池的車型都有不錯(cuò)的表現(xiàn)(具體測(cè)試詳情敬請(qǐng)關(guān)注汽車之家新能源頻道一月份上線的新能源冬季橫評(píng))。
另外,可能出乎大家所料的是,磷酸鐵鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)依然掌握在西方國(guó)家手中,這是怎么回事呢?這個(gè)話題我們下次接著聊。
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