电池的种类其实非常多,按类型可以大致分为化学电池、物理电池和生物电池。
像我们平时常见的纽扣电池、5号电池、锂离子电池这类都属于化学电池。电容这类属于物理电池,微生物电池这类则属于生物电池。
电池科普
而电动汽车上用的则是化学电池,如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等都属于这一类型。从结构来看还可以再分两大类,蓄电池和燃料电池。当然,这里说的蓄电池并不是大家日常说的汽车电瓶,而是对可重复充电电池的统称,其中车载的铅酸蓄电池仅仅是细分门类的一种。燃料电池目前应用较少,就不作展开了。
六种锂电池
锂电池是目前电动车乃至时下绝大多数电子产品上最常用的电池种类,它从1970年诞生至今将近半个世纪了,它的优势是能量密度高、循环使用寿命长。
电池科普
目前锂离子电池主要是按照正极材料的不同来分类,因为负极材料对电池能量密度的影响不大,所以现在主要通过不断改进正极材料来提升电池的性能。
市面上最早有六类电池材料分别是钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰和镍钴铝。
钛酸锂是作为负极材料使用的锂电池,它的能量密度很低,应用在电动车上显然不吃香。
钴酸锂则相反,它是能量密度相对较高,但是寿命和耐高温性能就比较差,大多用在手机等数码设备当中。
锰酸锂成本低而且稳定,但能量密度也比较低。
所以,从能量密度和安全性综合来看,综合性能更好的磷酸铁锂电池和三元锂电池成为了电动车动力电池的主流,不过这两种电池在自身特点上也存在显著差异。
特斯拉使用的21700 NCA三元锂电池电芯的能量密度高达260Wh/kg,是目前的量产电动车里最高的,它的镍钴铝比例为8:1.5:0.5,属于“高镍电池”。
在NCM电池中,按照镍钴锰三者含量的不同,可分为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811(数字代表镍钴锰的比例)。
按照目前的对电池续航里程的要求,高镍的NCM811是重点突破方向。因为随着镍元素含量的升高,三元正极材料的比容量逐渐升高,电芯的能量密度也会随之提高。
三元锂和磷酸铁锂之争
从电池能量密度、低温性能、安全性、使用寿命以及成本来看,磷酸铁锂电池和三元锂电池是各有优势,有点难分难解,也导致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。
以特斯拉为代表的企业最早采用三元锂电池,续航优势明显。而比亚迪一直是磷酸铁锂路线的代表者和坚持者,认为磷酸铁锂安全性最好。不过随着比亚迪从磷酸铁锂电池转变为三元锂电池来看,显然这两种电池路线的争论也已经落下了帷幕。
但是注意,乘用车采用三元锂电池并不代表磷酸铁锂电池就此淘汰,磷酸铁锂属于大巴,三元锂属于乘用车,固态电池属于未来。