磷酸铁锂究竟能不能买?从小鹏P7的新车说起

新车 发布于:2021-03-12 11:42:18

从磷酸铁锂到三元锂,从三元锂又重新回到磷酸铁锂,最近一年磷酸铁锂电池又有一种重新“受宠”的感觉。

就在最近,小鹏汽车也推出了搭载磷酸铁锂电池版本的小鹏P7,而此前特斯拉Model 3的入门车型也换装了磷酸铁锂电池,再之前比亚迪汉EV更是全系搭载了磷酸铁锂的刀片电池。

究竟磷酸铁锂电池有什么魔力,让它们先后用上磷酸铁锂电池,小鹏打的又是什么算盘?

增加磷酸铁锂电池,小鹏价格降了吗?

小鹏P7新增了两款后驱标准续航车型,分别是智享版、智尊版两款,均搭载了磷酸铁锂电池。

新车补贴后的售价为22.99万元-23.99万元,NEDC续航里程为480km,并即日起开启销售,它预计的交付时间为2021年5月。

咋眼一看,它的起售价和搭载三元锂电池版本的车型并没有什么不同,起售价都是22.99万元,而细看配置表后可以发现磷酸铁锂版本车型起步即中配,也就是说同样配置搭载三元锂电池的车型要比磷酸铁锂电池贵上2万元。

可问题来了,同样价格究竟是选低配长续航的三元锂车型还是选中配续航短的磷酸铁锂电池车型,这就给消费者一个选配置还是选续航的难题了。

可能网友们又有新问题,为什么不推出低配短续航的磷酸铁锂车型,这样售价直接就降低2万元,起售价降低至20.99万元。

只能说这是好问题,从小鹏的角度来看应该是想维持P7的起售价,保持品牌的调性,避免像特斯拉一样落入“割韭菜”的骂名。

新车的变与不变

相比现款车型,小鹏P7后驱标准续航车型最大的变化是搭载了由宁德时代提供的60.2kWh磷酸铁锂电池组,NEDC综合工况续航里程为480公里。

电池容量相比三元锂电池版本少了10.6kWh,这也是为什么磷酸铁锂车型续航只有480km的原因。

动力方面采用后驱形式,电机最大功率为196kW,0-100公里/小时加速时间为6.7秒,最高车速170公里/小时,动力数据和三元锂电池版本一致。

由于电池类型的差异,虽然磷酸铁锂电池车型的电池容量少了10.6kWh,但是充电时间却没有减少,反而更久。

根据官方信息,采用直流快充由30%充至80%预计需要30分钟,而采用交流慢充由30%充至80%预计需要5小时。

相比之下,三元锂电池版本采用快充由30%充至80%只需要28分钟,显然配备磷酸铁锂电池的车型它支持的最大充电功率要小一些。

总的来说,换装磷酸铁锂电池后,新车配置不变,续航短了,价格便宜了2万元。

磷酸铁锂的优势和劣势

比亚迪、特斯拉和小鹏先后都推出了搭载磷酸铁锂电池的车型,是想降低售价还是磷酸铁锂有了大突破,其实对于特斯拉和小鹏来说基本就是单纯的想拉低售价,因为它们的高配车型依旧是采用三元锂电池。

对于比亚迪来说,它首创的刀片电池确实使得磷酸铁锂电池在能量密度、安全性上有了大的提升,最新的汉EV车型更是全系采用磷酸铁锂电池,显然比亚迪自信多了。

其实对于这两种电池来说,它们的优点和缺点都比较明显。

1、电池能量密度:三元锂>磷酸铁锂

首先在能量密度上,三元锂就有先天的优势。

磷酸铁锂电池(LFP)是用磷酸铁锂作正极材料的锂离子电池,三元锂电池则是一种以镍钴元素作为正极材料,以锰盐或铝盐来稳定化学架构的锂电池,主要有NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)。

受制于化学特性,磷酸铁锂电池的电压平台低,磷酸铁锂电池的能量密度大概在140Wh/kg左右。而三元锂电池电压高,能量密度基本为240Wh/kg。也就是说,在相同电池重量下,三元锂的能量密度是磷酸铁锂材料能量密度的1.7倍。

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因此,同等体积或者尺寸的电池包,三元锂电池的容量更大,自然续航里程也就能做到更高了。

从上表可以明显看出它们的差异,小鹏和特斯拉装配磷酸铁锂电池的车型电池容量在60.2kWh和55kWh,续航也相当分别是480km和468km。

参考它们的三元锂电池的车型,电池容量都要大上10到20kWh以上,续航里程也远大于装配磷酸铁锂电池的车型。

显然,对于小鹏汽车和特斯拉来说,入门车型装配磷酸铁锂电池只是为了降低购车门槛。

对于比亚迪来说,由于采用了无模组技术搭配刀片电池技术,它的电池包能够塞进更多的容量,因此它的续航表现能和三元锂电池匹敌。

2、安全性:磷酸铁锂>三元锂

磷酸铁锂的热稳定性是目前车用锂电池中最好的,电热峰值大于350℃,当电池温度处于500-600℃高温时,其内部化学成分才开始分解。

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三元锂电池的热稳定性较差,300℃左右就开始分解,因此对电池管理系统的要求非常高,需要防过温保护装置和电池管理系统来保护电池的安全。所以在高温条件,磷酸铁锂的安全性相对较高。

3、低温性能:三元锂>磷酸铁锂

冬天电动车续航里程衰减已经是司空见惯了,磷酸铁锂电池的低温性能要劣于三元锂电池。

磷酸铁锂电池温度使用下限值-20℃,且低温环境下放电性能差,在0℃ 时的容量保持率约60~70%,-10℃时为40~55%,-20℃时为20~40%。

三元锂电池低温温度使用下限值-30℃,低温放电性能好,和磷酸铁锂电池相同低温条件下,冬季时里程衰减不到15%,明显高于磷酸铁锂电池。

当然,为了避免出现明显的里程衰减现象,大多数车辆现在都有相应的热管理来保证电动车冬季性能,但是这样的结果就是消耗大量电池的电量来进行保温,续航也就大受影响了。

4、寿命:磷酸铁锂>三元锂

电池寿命就是电池在多次完全充放电后的电量衰减,一般电动车电池充满后衰减到原有80%电量就代表电池该换了。

磷酸铁锂电池的完全充放电循环次数大于3500次后电量才会衰减到原有的80%。也就是说如果每天充放电一次,磷酸铁锂电池也要将近10年才出现明显衰减现象。

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而三元锂电池比磷酸铁锂电池寿命短一些,完全充放电循环大于2000次会开始出现衰减现象,也就是大概在6年的时间,当然通过电池管理和车辆电控系统也可以稍微延长一点电池寿命,但是也只能是稍加延缓。

5、成本:三元里>磷酸铁锂

在电池成本上,磷酸铁锂电池也有巨大优势,它没有贵重金属(镍钴金属元素),所以在生产成本上较低,而这也就能够解释为什么车企又重新对磷酸铁锂电池感兴趣了。

电池科普

三元锂电池使用了镍钴锰多种材料,并且高镍电池的生产需要比较严格的工艺环境,目前成本比较高。

并且经过这几年的开发,作为关键材料锂、钴等金属资源开始吃紧,尤其是金属钴,它的价格一路飞涨,报价在20万元/吨以上。而一吨电解镍的价格,目前也就11万出头。所以也倒逼着电池企业往811路线,提升镍的含量,降低钴的含量,也能带来成本的降低。

CTP技术的加入让磷酸铁锂回春

实际上,磷酸铁锂受宠的另外一个原因在于CTP(无模组技术)的加入,使得它的电池包能量密度大增,注意电芯能量密度和电池能量密度是两回事。

从结构来说,比亚迪的刀片电池同样属于CTP技术的一种,和宁德时代发布的CTP技术理念相同。

它们都是将电芯直接集成为电池包,省去了中间模组环节。不同之处在于,比亚迪是采用的是完全无模组方式,难度更大也更为彻底;宁德时代则是以大模组替代小模组的方式。

由于零部件的减少,带来重量的减少,因此单位质量能量密度也能够提高,整车续航里程也能提高。采用CTP技术的电池PACK,带电量约增加20%-30%,续航里程也能提升20%-30%。

所以,磷酸铁锂值得买吗?

从电池能量密度、低温性能、安全性、使用寿命以及成本来看,磷酸铁锂电池和三元锂电池是各有优势,有点难分难解。

采用三元锂电池,续航优势明显;采用磷酸铁锂安全性好,价格便宜,如何选择实际也并不难。

按地域划分,在北方由于冬天天气寒冷,三元锂对低温性能表现要优于磷酸铁锂,因此选择三元锂电池版本是最优选择。

对于南方来说,磷酸铁锂电池受天气影响较小,因此预算有限可以选择入门的磷酸铁锂车型,预算充足就选择续航更长的三元锂车型。

(图/文/摄:皆电 周建强)

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周建强

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