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近日,眾車(chē)企相關(guān)負責人相繼前往北京,據知情人士透露,此次北京之行,主要將就三元材料動(dòng)力電池不能使用在商用車(chē)上的相關(guān)事項進(jìn)行商討。記者隨后與多家車(chē)企進(jìn)行核實(shí),眾車(chē)企證實(shí)了此消息的準確性。
近日,有關(guān)單位發(fā)布《關(guān)于對“暫緩在商用車(chē)上使用三元材料動(dòng)力鋰離子電池建議的函”征求企業(yè)意見(jiàn)的通知》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“通知”),根據通知:建議工信部暫緩在電動(dòng)商用車(chē)上使用三元材料動(dòng)力鋰離子電池。如果這一建議被采納,可能將排除三元材料動(dòng)力鋰離子電池在電動(dòng)商用車(chē)的應用。
三元材料動(dòng)力電池為何被開(kāi)刀
從有關(guān)部門(mén)獲悉,相關(guān)部門(mén)向工信部遞交了“關(guān)于暫緩在電動(dòng)商用車(chē)上使用三元材料動(dòng)力鋰離子電池建議的函”,認為:三元材料動(dòng)力鋰離子電池與磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰離子電池相比,存在較大的安全風(fēng)險,而商用車(chē)(尤其是商用客車(chē))乘員較多,一旦發(fā)生事故,可能帶來(lái)嚴重后果。因此,建議工信部暫緩在電動(dòng)商用車(chē)上使用三元材料動(dòng)力鋰離子電池。
火爆一時(shí)的三元鋰電池時(shí)代
2015年2月科技部發(fā)布的《國家重點(diǎn)研發(fā)計劃新能源汽車(chē)重點(diǎn)專(zhuān)項實(shí)施方案》,明確要求2015年底轎車(chē)動(dòng)力電池能量密度要達到200Wh/kg。這讓三元材料更加備受關(guān)注。
此前,市場(chǎng)在售純電動(dòng)車(chē)型中,只有特斯拉等國外少數廠(chǎng)商使用的是三元鋰電池,然而,情況正在變化,國內多家車(chē)企也都相繼投奔三元鋰電池陣營(yíng),包括北汽、江淮、吉利、長(cháng)安、力帆、南京金龍、九龍等大部分國內主流車(chē)企都紛紛推出采用三元動(dòng)力電池的新能源車(chē)型,對三元鋰電池的需求正快速增長(cháng)。
與磷酸鐵鋰電池相比,三元電池具有更長(cháng)的續航能力,特點(diǎn)是能量密度高、低溫性能好、可靠性高、壽命長(cháng)等,但造價(jià)偏高。有分析認為,隨著(zhù)三元材料在動(dòng)力領(lǐng)域安全性逐步成熟,以及消費市場(chǎng)對于續航里程的需求提升,國內車(chē)企或將掀起一輪由磷酸鐵鋰轉向三元路線(xiàn)的變道風(fēng)潮。
此前有行業(yè)研究機構預測,三元動(dòng)力電池的市場(chǎng)占比今年將達到25%,到2017年,這個(gè)比重將會(huì )增長(cháng)到50%。
目前,為了向政府部門(mén)反映動(dòng)力電池企業(yè)的想法和意見(jiàn),相關(guān)組織正在征求有關(guān)企業(yè)的意見(jiàn)和建議:是否應該暫緩在商用車(chē)上使用三元材料動(dòng)力電池?如果,該建議被采納,將會(huì )給新能源汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)巨大沖擊,車(chē)輛的相關(guān)參數和技術(shù)都將可能發(fā)生改變,同時(shí),三元動(dòng)力電池廠(chǎng)商將可能面對巨大的打擊和損失。
磷酸鐵鋰電池VS三元聚合物鋰電池
磷酸鐵鋰電池:
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池,其特色是不含鈷等貴重元素,原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富,不會(huì )有供料問(wèn)題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(cháng),在高溫與高熱環(huán)境下的穩定性高。
優(yōu)點(diǎn):相比目前市面上較為常見(jiàn)的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn):更高的安全性、更長(cháng)的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
缺點(diǎn):磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導致鋰離子電池的能量密度較低;材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差;產(chǎn)品一致性差;知識產(chǎn)權問(wèn)題。
三元聚合物鋰電池:
正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。"三元"材料指的是正極是三元,負極是石墨的通常說(shuō)法中的"三元動(dòng)力電池"。而在實(shí)際研發(fā)應用中,還有一種正極是三元,負極是鈦酸鋰的,通常被稱(chēng)為"鈦酸鋰",其性能比較安全,壽命比較長(cháng)。
優(yōu)點(diǎn):三元鋰電池能量密度高,循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前,隨著(zhù)配方的不斷改進(jìn)和結構完善,電池的標稱(chēng)電壓已達到3.7V,在容量上已經(jīng)達到或超過(guò)鈷酸鋰電池水平。
缺點(diǎn):三元材料動(dòng)力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,由于鎳鈷鋁的高溫結構不穩定,導致高溫安全性差,且pH 值過(guò)高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)危險,目前造價(jià)較高。
專(zhuān)家觀(guān)點(diǎn):
中國工程院院士陳立泉曾表示,在現階段,磷酸鐵鋰的量產(chǎn)成熟度要比三元材料、多元復合材料更高。從材料層面講,磷酸鐵鋰比三元材料、多元復合材料具有更高的安全性,但三元材料、多元復合材料在能量密度方面比磷酸鐵鋰有優(yōu)勢?!?/span>
歐陽(yáng)明高教授也曾表示:“電動(dòng)汽車(chē)安全性重于一切,從選擇動(dòng)力電池路線(xiàn)時(shí)就要考慮。對于客車(chē)尤其是12米大客車(chē)來(lái)說(shuō),一旦出現安全事故,車(chē)上那么多人很難逃生,所以安全性成為這類(lèi)客車(chē)首要考慮問(wèn)題,采用磷酸鐵鋰電池更合適。若想引入三元電池到客車(chē)上,要慎之又慎,因為三元單體電池安全性在實(shí)驗室檢測時(shí)都是不合格的,所以還是要堅持磷酸鐵鋰路線(xiàn)?!?/span>
中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)許艷華也表示,建議暫停受理三元電動(dòng)大巴免車(chē)購稅申報。許艷華說(shuō):“目前我們只是擔心三元材料電池在國內剛剛起步,用于電動(dòng)客車(chē)的安全性開(kāi)發(fā)和驗證都不夠,相關(guān)測試標準不健全,有潛在風(fēng)險,因此,我們已經(jīng)建議工信部暫停受理使用三元鋰離子電池純電動(dòng)大巴享受免車(chē)購稅公告目錄申報,在此期間組織相關(guān)專(zhuān)家對三元鋰離子電池純電動(dòng)大巴的公告申報條件進(jìn)行深入研討,并建議組織行業(yè)專(zhuān)家開(kāi)展三元鋰離子電池安全專(zhuān)項課題研究?!?/span>
總而言之:
三元動(dòng)力電池的功率密度為190wh/kg,遠高于磷酸鐵鋰的120wh/kg。在滿(mǎn)充情況下,三元動(dòng)力電池的續航里程為380公里左右,而磷酸鐵鋰只能達到約200公里。但是,磷酸鐵鋰擁有三元材料無(wú)可比擬的優(yōu)越性——安全。
從不同車(chē)型搭載電池種類(lèi)看,客車(chē)領(lǐng)域搭載電池以磷酸鐵鋰為主,占比達88%,三元鋰電池僅占12%;乘用車(chē)領(lǐng)域,搭載三元電池占比達69% ,磷酸鐵鋰電池占比29%,錳酸鋰電池占比只有2%。
對于磷酸鐵鋰與三元鋰電池而言,它們都各有春秋,無(wú)法辨別其孰優(yōu)孰劣。兩者的論戰,從性能與設計路線(xiàn)來(lái)看,能體現明顯的差異。但出于對車(chē)輛安全性方面考慮,乘用車(chē)更適合搭載三元鋰電池,商用車(chē)(特別是客車(chē)、大巴車(chē)等)更適合搭載磷酸鐵鋰。所以,論戰的焦點(diǎn)不是孰優(yōu)孰劣,而是哪種電池適合搭配在哪種車(chē)型上。
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