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磷酸铁锂电池阵营再添一员猛将:广汽推出超能铁锂电池,明年装车

  天和Auto   2022-06-29 次浏览

宁德时代发布麒麟电池架构,支持三元锂和磷酸铁锂。

上文对磷酸铁锂电池的成本优势,安全优势,以及使用寿命的优势进行了简单的讲解,对比分析了宁王的麒麟电池和比亚迪刀片电池的异同点;只要麒麟电池能够如约装车,保证量产车所使用的动力电池和文案中描述的标准相同,竞争力必然会足够强,只是能够适用于CTC/CTB等车身电池一体化架构还需要等待进一步的参数的发布。

在比亚迪和宁德时代的对决尚未开始之际,广汽集团又加入了“战局”。

在日前的“广汽科技日”上,广汽发布了全新的微晶技术超能铁锂电池(SmLFP/铁锂电池缩写为LFP);这个磷酸铁锂电池(电芯)很有看点,亮点主要是微晶电池片。

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“微晶电池”是有微晶硅底和普通电池构成的电池,微晶可以将电池的长波吸收限向晶体硅的能带隙扩展,可以提高电池的光电流;能带理论讲起来很复杂,这里只简单白话地讲一讲,固体由原子组成,原子包括原子实和外层电子,固体的原子实固定不动,每个电子都是在固定的原子实周期势场和其他电子的平均势场中运动;由于有些物质的电子数量很多且距离很近,比如硅,这种材料每立方厘米就有5*10^22个硅原子,原子之间的最小间隙只有0.235纳米,于是距离原子核较远的壳层就会出现重叠,重叠会让电子不再局限于某个原子上,可理解为“电子交叠共享”。

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电子则有可能转移到交叠的原子壳层上,或者通过相邻的原子运动到更远的原子壳层上,这是电子的共有化;那么原本处于同一能量状态的电子则会产生微小的能量差异,差异的能级扩展后的概念就是能带。

能带理论主要研究电子在尽各种的运动规律,柜体的导电机构,合金的特殊性质和金属的结合能等;广汽的超能铁锂使用了更大容量的第二相正极微晶,该技术能有效提升光电流,以实现对电池能量密度的提升。

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具体参数:

超能铁锂电池相比“市场上量产的磷酸铁锂电池”,电芯的质量能量密度提升13.5%,体积能量密度提升20%,零下20摄氏度的低温容量提升约10%。

提升幅度还是很理想的,只是“市场上量产的磷酸铁锂电池”指的是哪个呢?

毫无疑问,值得被这种高水平电池对标的必然是比亚迪的刀片电池,这是一种属于“方形电芯”的磷酸铁锂电池;其特点是采用了矩形的设计,电芯很长,不会过多的占用空间,可以将电池包的体积利用率提升到超过60%,使用CTC电池车身一体化架构的话,体积利用率会接近70%。

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刀片电池是目前量产磷酸铁锂电池里综合水平最高的,这种电池不仅有超高的体力能量密度,同时系统能量密度也已经达到140Wh/kg,储备技术达到160Wh/kg,已经达到了高标准三元锂电池的水平;同时还能有3000次完整充放电、容量在80%的高水平,电池使用寿命高达120公里。

而广汽超能铁锂将标准提升到了150万公里以上,4000次完整充放电、容量在80%的更高标准,显然这就是对标刀片电池。

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超能铁锂是从化学材料方面进行突破,通过微晶技术来改变电池的性能;刀片电池是多管齐下,材料、电芯、电池包和车身架构的设计研发是一体化的,所以各个细节挑出来会显得不是最强,但综合到一起并应用到车辆上却能达到极高的标准。

所以广汽超能铁锂虽然很不错,但最终还要看应用到车辆上之后的整体参数和表现。

同时刀片电池通过特殊的电芯实现了车身电池一体化,通过电芯和电池组总成进行了对车身抗扭刚度的大幅提升,说白了就是把电池和电池组作为车身“结构加强件”来应用;超能铁锂似乎也得走这个技术路线,否则量产车在抗扭强度方面怕是很难达到相当的标准。

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总结:比亚迪刀片电池的横空出世改变了市场格局,高成本的三元锂始终无法突破成本的束缚,导致电动和插电混动汽车的消费门槛始终压不到主流车阵营;低成本高标准的刀片电池完美地解决了成本问题,于是才有了宁德时代和广汽集团的陆续跟进。

预计从2022年开始,磷酸铁锂电池的装机量会从目前的51.7%,逐步提升到90%左右;随着铁锂电池阵营的竞争,电池的价格也会进一步下探,电动汽车的续航里程将迎来新一轮的增长。

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编辑:天和Auto-汽车科学岛

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