钜大LARGE | 点击量:407次 | 2023年02月10日
动力锂离子电池的能量密度究竟能不能决定电动汽车的好坏呢?
其实,对一些新产品和新技术进行扩大宣传,几乎在所有行业中都有存在。但这些新玩意到底是用来做什么的?到底有多大的价值?消费者被绕得云里雾里之后,似乎并不太关心这些问题,只觉得这东西实在很牛。今天我们就电池的能量密度来谈一谈,它对纯电动汽车的质量到底有多大的影响。
能量密度是个啥?
首先,我们简单地了解下电池能量密度到底是啥东西。能量密度分两种,重量能量密度和体积能量密度,目前参考得最多的是重量能量密度,其计算公式为:重量能量密度=电池容量×放电平台/重量,单位为Wh/kg(瓦时/千克);而体积能量密度计算方法只需把以上公式的重量换成体积,单位为Wh/L(瓦时/升)。
简单来讲,能量密度是对电池蓄电能力的评价。而这样的评价,起初并不是拿来测定电动汽车好坏的标准,而是政策对公司动力锂电池蓄电能力的要求。根据要求,公司在2020年动力锂电池单体比能量需超过300瓦时/千克,系统比能量力争达到260瓦时/千克。从营销的角度来讲,既然这是政策制定的标准,对消费者肯定有一定的吸引力,于是便成了一些纯电动汽车在销售过程中的一个噱头。
能量密度的评测还未完全成熟
就目前而言,能量密度的测评还不是绝对的公平,因为这和车企的利益直接挂钩。我们之前说到了,政策上会对能量密度有要求,而在新能源扶持方面,能量也是参考标准之一。能量密度越高,得到的新能源补贴就越多。这就导致了一些车企在动力锂电池方面的军备竞赛,并且还有不少猫腻。
要了解车企怎么样提高能量密度,还得从刚才的那个公式说起:重量能量密度=电池容量×放电平台/重量。要将这个公式最终的数值提高,最直接的方法有两种,一是加大电池容量,二是减轻电池重量。
加大电池容量的方法是一种良心的做法。加大容量大方法有很多种,最多的就是从电池的材料入手。目前,三元锂离子电池是国内占比最高的动力锂电池类型,而磷酸锂铁电池占比下降非常快。不过,再良心的做法,落在心术不正之人的手里也干不出啥好事,为了加大电池容量,一些厂商就放低了对电池稳定性的要求,安全隐患随之加重。所以有业内人士担心,在电池容量上的急功近利,恐会影响到电动汽车的使用安全。
另一种方法就是减轻整个动力锂电池的整体重量,这其实是治标不治本的。一些高品质的动力锂电池每个电池组都有一个单独的单元格,以便发生故障时不影响到整个电池组。要减轻动力锂电池的重量,首当其冲的就是这些单元格。要么研发新型材料使其在不影响保护电池的情况下减轻重量,要么就直接削减材料或者换重量更轻但强度更差的材料。
所以,新增能量密度的方法有很多种,关于车企来说,削减材料是一种双赢的方法,安全问题当然是60分万岁。在对电池的结构和材料没有统一要求的情况下,高能量密度的动力锂电池安全和质量到底处于合格、良好还是优秀的水平,消费者是没有办法去衡量的。
其实,在衡量电动汽车的续航里程方面,最简单粗暴的方法,还是直接看电池的总容量。假如要考虑电池安全、整车品质方面的因素,就目前技术开放度不大、制造成本偏高的整体环境而言,电动汽车依然是一分钱一分货。说得直白一点,一般情况下,还是车的价格决定好坏。假如相关部分能够提高电动汽车各项评定标准的公平性,对刺激技术的进步和消费者权益的保障有十分积极的用途。我国新能源汽车产销量位居全球第一,而动力锂电池的使用年限一般在5~8年,有效寿命在4~6年,这意味着第一批投入市场的新能源车动力锂电池基本处于淘汰临界点。张天任表示,国家出台的一系列制度措施,对加强报废电池的综合高效利用起到了积极的用途。但新能源动力锂离子电池的再生循环利用是一个新兴领域,目前处于起步阶段,面对着一些突出的问题和困难。
为何要尽快推动动力锂离子电池再生循环利用?虽然我国锂资源量位居全球第四,但由于锂矿品位差、提纯难度大,成本高,每年要进口大量的锂矿,对外依存度超过85%。而且我国需求还推动了电池级碳酸锂价格的暴涨,几年来涨幅接近三倍,极大加重了我国锂离子电池制造公司的采购成本。一方面,报废的动力锂离子电池是宝贵的‘城市矿山’,金属含量远高于矿石,将其中的锂、钴、镍等有价金属加以回收,再生利用,能够提高资源利用效率,减少进口,降低对外依存度,保护国家资源战略的安全。张天任说,另一方面,从防止污染保护环境的角度来说,报废锂离子电池假如处理不当,也会对生态环境造成很大的危害,如正极材料中的钴、镍等重金属元素,电解液中的有机物,负极中的碳材料等,都会对水体和土壤造成严重污染,特别是重金属一旦渗入土壤,数十年都难以恢复。