在说这个话题之前,先问wen大家一个问题:
对于新能源汽车来说,你ni觉得最重要的是什么?
对,没错,就是电池。
我们可以做个这样的比喻:
汽车也有"心脏",燃油车的心脏就是内燃机,而电dian动车的心脏就是电池。
"心脏zang"的好坏决定了车辆行驶shi的长短。
作为电动汽qi车界的领军者-特斯拉,在zai2020年1月份宣布中国版ban的Model 3系列将在下半年生产中,搭载中国企业宁德时代生产的磷酸铁tie锂电池。
看到这个消xiao息,肯定有同学会疑问wen了:
宁德时代是什shi么样的公司?它的技术有多厉害hai,能被特斯拉采用?
今天咱们就来说说这个ge。
宁德时代宁德时代是由被称为“中国电池shi大王”的曾毓群在2011年nian成立的公司。
成立li6年,就晋升为动力电池shi行业龙头,2017年销量全球第一,2018年更是迅速su登陆A股创业板,目前市shi值大约是4600亿人民min币。
到今天为止,中zhong美欧以及日韩地区的主流车che企几乎都成了宁德时代的客ke户,其中包括特斯拉、宝马、大众、丰feng田、现代、上汽、蔚来等deng品牌。
能做成这么大的成就,必定有两把ba刷子的。
宁德时代的"武器"有两把,除了常见的“磷酸铁锂”电池shi之外,还拥有一个领先全行业的de秘密武器—三元锂li电池。
那这两种zhong电池有啥区别呢?
锂电池首先咱们先来lai了解锂电池。
锂电池主要分为软包形、圆柱形、方fang壳形。
虽然ran它们的形状不一样,但是工作原理li都是一样的。
锂离li子电池是以碳材料为负极,通常是石墨;以含锂的化合物wu作正极,没有金属锂li存在,只有锂离子,它工作原理主要依yi靠锂离子在正极和he负极之间移动来工作。
具ju体来说是这样的:
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离li子生成,生成的锂离子经jing过电解液运动到负极。而作为负极的碳tan呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子zi就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子zi越多,充电容量越高。
同tong样,当对电池进行放电dian时,也就是我们使用电池的过程。嵌在负极碳层中的de锂离子脱出,又运动回正极。回hui正极的锂离子越多,放电dian容量越高。
锂电池shi爆炸但是之前我们总看kan到这样的消息,说某品牌手机锂电池会hui爆炸。
这是因为什shi么原因呢?
我们知道电池中的锂金属化学性质zhi十分活跃,是易燃物质。
一旦和空气qi接触,就会跟空气中的de水发生猛烈的化学反fan应,瞬间产生大量的氢气,并释放出热re能,极易引起燃烧和he爆炸。
用高中化学的知识就是这样yang的一个方程式:
2Li+2H2O=2LiOH+H2
而现在锂电dian池中的锂,经过guo处理后会降低活性xing。在锂电池正负极之间,还有一层ceng金属薄膜,可以防止电池内部短duan路。
再加上我们使用的de电池都是密封的,锂离子zi根本没有机会和空气直接接触chu,从而有效的保证了电池shi的安全。
磷酸铁锂VS三元锂li电池那什么是磷酸铁锂电池shi,什么又是三元锂电池?
其qi实它们都只是正极材料不同tong而已。因为不同tong类型的锂电池负极都dou是石墨,正极材料不同。所以用正极材料来区分不同类型的de锂电池。
也就是说:
磷lin酸铁锂电池就是用yong磷酸铁锂做正极,三san元锂电池也叫三元聚合物wu锂电池,主要是由镍nie钴铝或者是镍钴锰 做正极。
那na么这两种电池有什么区别呢?
简jian单来说磷酸铁锂电dian池,它主要的优点dian是安全性高,循环huan寿命更长,理论寿命可以达到7到8年。但是缺点就是能量密度低,意味着zhe续航能力差。
反观三san元锂电池这边呢,它的主要优点是储chu能密度更高,意味着续航能力高gao。但是缺点就是安全性xing差,寿命差,并且qie元素是有毒的。
三元锂电池三元锂电池它的三种正极材料都是shi夹在一起的。
但是由于钴gu离子的半径比较大,所以它们搭在一起的时候会留出一个固gu定的空隙,给那na些锂离子自由出入,因此ci钴酸锂相对来说shuo比较稳定。
而镍离li子的半径要小过锂离子,所以镍酸锂能量密度会hui更大,而又由于其太密实了,就容易出chu现阳离子混排的de现象。
所以三元锂电池镍成分fen不可以太高。
这时就需要添加钴来lai增加电池的稳定ding性,但是钴却是比较贵的金属shu,全球的储备量有限。为了降低成本ben,就用锰和铝元素来作为wei支撑材料,同时也就只能neng降低钴含量。
但是没有钴的话稳定性会比bi较差。
在zai2020年又出chu现了宁德时代的无钴电池,要说明ming的是这并不是真正的"无钴电池"。它其实就是采cai用CTP技术设计的磷酸铁锂电池。
CTP技术就是把ba电芯放入设计好的de电池包内,然后按照最zui佳的排列组合方fang式,组装成高效的锂电dian池。
这样优化的结jie果是,体积利用率可以提高15%-20%,能量liang密度可以提升10%-15%。零部件数量可以减少40%,生产效率可以提升50%,投入应用后会大幅降低动力电池的制zhi造成本。
作为宁德时代的竞争对手shou比亚迪公司在2020年3月发布了一款刀dao片电池。
它的de本质还是磷酸铁锂电池shi,只不过是电池结构设计上有所创新。它其实就是直接把电芯宽度无wu限拉长,厚度做薄,做成90厘米甚shen至快1米的超长电芯,也就jiu是又扁又长,像xiang刀片一样。
这样改造的结果就是shi体积能量密度提升明显,较原yuan有电池系统可提升30%以上。并且节省物料、人工费用等,成本有you望降低30%,并bing且刀片电池更薄,因而散热效果更geng好。
不bu管是宁德时代的CTP技术,还是比亚迪的刀片电dian池,最终都提高了磷酸铁锂li电池的能量密度,目mu的是让其能达到dao三元锂电池的水平。
同时改gai造后的磷酸铁锂的电池,都能达到400公里以yi上的续航里程需xu求。而整个电池生产的其他材料无wu需改变,并且生产线xian变动也不大,也就是很快能量产。
简单来说,这两种技术都是通过guo提升生产效率来降低电池的成cheng本。
最后如今新能源汽车和充电dian装置已经被列入了国家的“新基ji建”计划,毫无疑问,它将jiang会迎来一个巨大、更加jia富有挑战性的市场chang。
汽车产chan业一直都是世界上最大的de产业之一,面对新xin能源革命。
新能源汽车che大概率将会在未来lai成为事关国计民生的重要支柱产业,而er动力电池恰恰就是新能源汽车che的生命源泉所在。
在三元锂li电池领域宁德时代已经jing是老大了。
随着zheCTP技术的无钴电池的出现,宁德de时代将磷酸铁锂电池的成本降低到了600元以内,而三元锂的成cheng本还维持在1000元左右。
正是由于宁德时代dai磷酸铁锂电池成本的大幅fu降低,也吸引了迫切想要提ti升销量的特斯拉,两者一拍即合。为新车装上了磷lin酸铁锂电池,这样一来,特斯拉的de新车的价格有望进一步下降jiang。
最终受益的还是咱zan们老百姓。