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三元材料动力电池在新能源商用车上暂缓使用

商用车之家讯:从有关部门获悉,相关部门向工信部递交了“关于暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池建议的函”,认为:三元材料动力锂离子电池与磷酸铁锂动力锂离子电池相比,存在较大的安全风险,而商用车乘员较多,一旦发生事故,可能带来严重后果。因此,建议工信部暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池。

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       近日,众车企相关负责人相继前往北京,据知情人士透露,此次北京之行,主要将就三元材料动力电池不能使用在商用车上的相关事项进行商讨。记者随后与多家车企进行核实,众车企证实了此消息的准确性。

 

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      近日,有关单位发布《关于对“暂缓在商用车上使用三元材料动力锂离子电池建议的函”征求企业意见的通知》(以下简称“通知”),根据通知:建议工信部暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池。如果这一建议被采纳,可能将排除三元材料动力锂离子电池在电动商用车的应用。

 

三元材料动力电池为何被开刀


       从有关部门获悉,相关部门向工信部递交了“关于暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池建议的函”,认为:三元材料动力锂离子电池与磷酸铁锂动力锂离子电池相比,存在较大的安全风险,而商用车(尤其是商用客车)乘员较多,一旦发生事故,可能带来严重后果。因此,建议工信部暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池。

 

火爆一时的三元锂电池时代


       2015年2月科技部发布的《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案》,明确要求2015年底轿车动力电池能量密度要达到200Wh/kg。这让三元材料更加备受关注。

 

      此前,市场在售纯电动车型中,只有特斯拉等国外少数厂商使用的是三元锂电池,然而,情况正在变化,国内多家车企也都相继投奔三元锂电池阵营,包括北汽、江淮、吉利、长安、力帆、南京金龙、九龙等大部分国内主流车企都纷纷推出采用三元动力电池的新能源车型,对三元锂电池的需求正快速增长。

 

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      与磷酸铁锂电池相比,三元电池具有更长的续航能力,特点是能量密度高、低温性能好、可靠性高、寿命长等,但造价偏高。有分析认为,随着三元材料在动力领域安全性逐步成熟,以及消费市场对于续航里程的需求提升,国内车企或将掀起一轮由磷酸铁锂转向三元路线的变道风潮。

 

      此前有行业研究机构预测,三元动力电池的市场占比今年将达到25%,到2017年,这个比重将会增长到50%。

 

      目前,为了向政府部门反映动力电池企业的想法和意见,相关组织正在征求有关企业的意见和建议:是否应该暂缓在商用车上使用三元材料动力电池?如果,该建议被采纳,将会给新能源汽车行业带来巨大冲击,车辆的相关参数和技术都将可能发生改变,同时,三元动力电池厂商将可能面对巨大的打击和损失。

 

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磷酸铁锂电池VS三元聚合物锂电池


磷酸铁锂电池:


      磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。

 

      优点:相比目前市面上较为常见的钴酸锂和锰酸锂电池来说,磷酸铁锂电池至少具有以下五大优点:更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属(原材料成本低)、支持快速充电、工作温度范围广。

 

      缺点:磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低;材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差;产品一致性差;知识产权问题。

 

三元聚合物锂电池:


       正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池。"三元"材料指的是正极是三元,负极是石墨的通常说法中的"三元动力电池"。而在实际研发应用中,还有一种正极是三元,负极是钛酸锂的,通常被称为"钛酸锂",其性能比较安全,寿命比较长。

 

        优点:三元锂电池能量密度高,循环性能好于正常钴酸锂。目前,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。

 

         缺点:三元材料动力锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH 值过高易使单体胀气,进而引发危险,目前造价较高。

 

专家观点:


       中国工程院院士陈立泉曾表示,在现阶段,磷酸铁锂的量产成熟度要比三元材料、多元复合材料更高。从材料层面讲,磷酸铁锂比三元材料、多元复合材料具有更高的安全性,但三元材料、多元复合材料在能量密度方面比磷酸铁锂有优势。”

 

      欧阳明高教授也曾表示:“电动汽车安全性重于一切,从选择动力电池路线时就要考虑。对于客车尤其是12米大客车来说,一旦出现安全事故,车上那么多人很难逃生,所以安全性成为这类客车首要考虑问题,采用磷酸铁锂电池更合适。若想引入三元电池到客车上,要慎之又慎,因为三元单体电池安全性在实验室检测时都是不合格的,所以还是要坚持磷酸铁锂路线。”

 

      中国汽车工业协会副秘书长许艳华也表示,建议暂停受理三元电动大巴免车购税申报。许艳华说:“目前我们只是担心三元材料电池在国内刚刚起步,用于电动客车的安全性开发和验证都不够,相关测试标准不健全,有潜在风险,因此,我们已经建议工信部暂停受理使用三元锂离子电池纯电动大巴享受免车购税公告目录申报,在此期间组织相关专家对三元锂离子电池纯电动大巴的公告申报条件进行深入研讨,并建议组织行业专家开展三元锂离子电池安全专项课题研究。”

 

总而言之:


      三元动力电池的功率密度为190wh/kg,远高于磷酸铁锂的120wh/kg。在满充情况下,三元动力电池的续航里程为380公里左右,而磷酸铁锂只能达到约200公里。但是,磷酸铁锂拥有三元材料无可比拟的优越性——安全。

 

      从不同车型搭载电池种类看,客车领域搭载电池以磷酸铁锂为主,占比达88%,三元锂电池仅占12%;乘用车领域,搭载三元电池占比达69% ,磷酸铁锂电池占比29%,锰酸锂电池占比只有2%。

 

      对于磷酸铁锂与三元锂电池而言,它们都各有春秋,无法辨别其孰优孰劣。两者的论战,从性能与设计路线来看,能体现明显的差异。但出于对车辆安全性方面考虑,乘用车更适合搭载三元锂电池,商用车(特别是客车、大巴车等)更适合搭载磷酸铁锂。所以,论战的焦点不是孰优孰劣,而是哪种电池适合搭配在哪种车型上。



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