对于新能源车来说,续航、充电速度和安全是广大消费者最关心的三个问题,这些问题其实都和电动汽车的电池密切相关。电池的种类有很多,从大的方向上可以分为化学电池、物理电池和生物电池。目前新能源汽车所使用的电池大多属于化学电池,常见的电池有钛酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰、镍钴铝、三元锂等动力电池。目前正在研发试验中的主要是固态电池,固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。固态锂电池技术采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质,取代以往锂电池的电解液,可以大大提升锂电池的能量密度。由于锂电池目前已经接近到达极限,固态电池被视为未来可以替代锂离子电池的方向,但目前技术上还不成熟。
经过这么多年的实践,目前磷酸铁锂电池和三元锂电池由于能量密度更高、性能更稳定,逐渐成为新能源车市场上最广泛使用的两种电池,所以,我就主要来介绍这两种电池的性能特点和区别。
概括来讲,这两种电池中三元锂电池在能量密度和低温性能上具有优势,而磷酸铁锂在安全性、使用寿命、制造成本上具有优势,下面分别来具体讲一讲。
一、能量密度对比
因为汽车的空间有限,需要在有限的空间内尽量搭载更大容量的电池,因此能量密度是评价汽车用电池性能的重要指标。能量密度越高,电池单位重量或体积所能容纳的电量就越多,续航里程也就越远。三元锂电池可以耐受更高电压,能量密度现在可以做到240kWh/kg。而磷酸铁锂电池由于其固有的化学特性,电荷负载低,能量密度目前大约为140Wh/kg。同等重量下,三元里电池的能量密度可以做到磷酸铁锂电池的1.7倍。拿2024款极氪001来举例,WE95 VS ME100,WE95用的是磷酸铁锂,ME100用的是三元锂麒麟电池,两者都是配备双电机,WE95电池小一点,整车重量为2.575吨,ME100整车重量为2.47吨,两者相差100KG,可以看出三元锂电池相对能做到大容量和低重量。


二、低温性能对比
冬季对于电动车的续航来说是最大的考验,在低温状态下这两种电池都会存在一定程度的衰减,温度越低,衰减越大。但相对来说三元锂电池在低温性能上还是要优于磷酸铁锂电池。三元锂电池的低温极限大概为-30℃,在低温状态下的放电性能更好一些,容量保持率在0℃时约为70-80%,-10℃时约为50-60%,-20℃时约为40-50%。而磷酸铁锂的温度下限为-20℃,低温环境电性能相对更差。容量保持率在0℃时约为60-70%,-10℃时约为40-50%,-20℃时40%以下。同等低温条件下,冬季续航里程三元锂电池衰减大概比磷酸铁锂电池减少10%-15%。这就是我建议东北的车友,选车一定要选择三元锂电池版本的。

三、安全性对比
在安全性上磷酸铁锂电池相比三元锂电池具有最好的热稳定性。磷酸铁锂电池的电热峰值大约为350℃,化学成分在500℃-600℃之间才开始分解。相比之下,三元锂电池的材料稳定性温度更低,在200度左右就会分解,电解液在高温作用下会迅速燃烧,引发连锁反应,严重的可引起车辆自燃。也就是说单纯从电池角度讲,配备三元锂电池的车辆更易产生自燃。当然,大家不用过于担心,大多数配备三元锂电池的厂家会增加温度保护和电池管理系统来保护电池,尤其是极氪厂家,在电池管理方面做的尤其出色,以往极氪的车辆都是配备的三元锂电池,但做到了至今自燃率为0。

四、使用寿命对比
电池在反复充放电后会存在衰减状况,一般情况下,业界认为衰减超过20-30%就应该更换电池(极氪厂家的电池是终身质保的,当衰减达到30%时为客户免费更换新电池)。一般情况下,磷酸铁锂电池的完整充放电循环次数可达3500次以上,而三元锂电池的完整充放电循环次数可达2000次。但从实际使用情况来说,大家完全不用担心,极端情况下,每天一充电,磷酸铁锂电池达到更换条件需要近10年,而三元锂电池需要6年左右,一般家用的车辆是远远达不到一天一充电的,尤其是极氪001这种配备100度大电池的,不跑长途的情况下,我基本上一周才充一次电。一般用户汽车开到报废时,估计电池也达不到更换条件。

五、制造成本对比
在制造成本上,同等容量下磷酸铁锂电池相对三元锂电池具有巨大优势。主要是因为磷酸铁锂电池不含镍钴等贵金属,因此生产成本更低。而三元锂电池在制造过程中需要添加镍、钴、锰等材料,且生产高镍电池对工艺、环境等要求更加严格,因此成本较高。这就是为什么磷酸铁锂电池一般配备在低价格的新能源车上,而中高端新能源车一般配备的是三元锂电池。举例来说,2024款极氪001WE版有两个版本,WE100配备三元锂电池,但是是单电机;而WE95配备磷酸铁锂电池,但同样价格做到了四驱双电机。

六、两种电池的充电建议
最后聊聊两种电池的充电建议和技巧,在日常的充电建议上,两款电池都是建议慢充优于快充;在容量达到20%-30%时就要去充电,不要过度放电。区别是磷酸铁锂电池日常建议充到100%;而三元锂电池日常建议充到90%,跑长途时可以充到100%。另外就是磷酸铁锂建议每周至少充电一次,主要是用于校准SOC(电池的荷电状态),让电池管理系统去校准电量;而三元锂电池则没有这方面要求。因此,我的极氪001一般情况下是在20-90%之间使用,如果第二天跑长途当天夜里会用家充充到100%。对于购买WE95的车友,建议家充情况下,每次可以充到100%,且最好每周充满一次。
综合以上对比,磷酸铁锂电池和三元锂电池各有优缺点,个人认为,长续航电动车是今后电动车发展的一个方向,在固态电池技术成熟和广泛应用之前,随着电池管理系统的逐渐成熟和制造成本的边际下降,三元锂电池由于其在同等体积、同等质量要求下可以做到更大电池容量,在未来一段时间内应该会逐渐成为市场主流。