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电动汽车换一个电池多少钱

动力电池是新能源汽车三电技术中的核心。然而,最近电池“不靠谱”引起新能源汽车频频起火。而据国家市场监督管理总局统计数据显示,去年,我国新能源汽车起火事故共发生40余起,超过2016年、2017年的总和。

  不仅如此,记者从多个汽车投诉平台看到,各大品牌关于电池衰减、续航里程“缩水”等投诉并不少见。

  目前,首批进入市场的新能源汽车电池已进入“退役”期。换电池的费用却远远超出了很多车主的预计。前不久,刚刚公布的新能源汽车电池更换费用显示,比亚迪电池成本高达6万元,而这个价格还算“便宜”的了。

  重庆一车主就曾吐槽,100多万高端品牌混合电动车,开了3年多估价就只值30多万元,电池“扯拐”需要更换,费用为14万元。

  “一块电池的成本几乎占到整车的30%~40%,一般新能源汽车的电池更换频率是两到三年一次。”一位不愿具名的业内人士表示。有专家预计,2020年我国退役动力电池累计约为20万吨,2025年将达78万吨。

  电池衰减超20%就“废”了

  作为电动汽车来说,电池就是最大的筹码。磷酸铁锂和三元锂电池是目前市面上使用率最高的动力电池。

  以新能源车界赫赫有名的特斯拉为例,就是使用的松下的三元锂电池。而国内新能源车比亚迪则使用的是磷酸铁锂电池,此类电池在循环寿命上要高于三元锂电池,安全性也更优。但由于此类电池能量密度较低,如果要达到MODEL S 90D同样的续航,就需要更多的电池单元,整车重量和成本就大幅增加。

  有媒体报道称,荣威ERX5 EV400换电池需要8万元、蔚来ES8基准版换电池需要10万元、特斯拉仅电池需要21万元……换电池如此之贵,那么电池的寿命究竟有多长?记者梳理发现,目前,车企的质保期均满足8年或12万公里的质保期,有的企业还高于这一质保期。如比亚迪,6年或15万公里,电芯终身保修。然而对于电池衰减程度,大多数厂家却并未作出说明。仅有北汽新能源、比亚迪、上汽乘用车等车企给予20%动力电池衰减度给予置换的承诺。众多车企之所以不约而同将电池衰减度定为20%,是因为超过20%的动力电池就已不适合车用。

新能源纯电动汽车的核心无疑是电池,时下,市面上主流新能源纯电动汽车的电池基本上采用的是三元锂电池和磷酸铁锂电池,相关资料显示,2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用车中,采用三元锂电池的车型有221款,而采用磷酸铁锂的仅有33款、

磷酸铁锂的循环寿命在2000~3000次左右,而三元锂的循环寿命在500~800次左右。从循环寿命上看,磷酸铁锂电池的寿命是三元锂的4倍左右。为什么电动车还是会有很大一部分使用三元锂电池呢?

新能源车电池“退役”更换最少要花多少钱呢?

1. 循环寿命对比,磷酸铁锂优势明显

铁锂电芯的循环寿命在2000~3000次左右,组装成PACK电池组之后,循环寿命在1500~2000次左右;三元锂电芯的循环寿命在500~800次左右,组装成PACK电池组之后,循环寿命在300~500次左右。(测试条件:1C充放电,25℃实验室环境,放电深度DOD100%)

无论是电芯还是电池组PACK,磷酸铁锂的寿命都会比三元锂高出很多。

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磷酸铁锂电池循环寿命曲线

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三元锂电池循环寿命曲线

2. 稳定性对比,磷酸铁锂略胜一筹

由于材料的特性,磷酸铁锂的稳定性会比三元锂的略好一些。在一些异常的情况下,例如在电芯过充、高温、短路等,三元锂材料稳定性能会比磷酸铁锂的差一些。

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3. 能量密度对比,三元锂优势明显

在重量能量密度上,三元锂的重量能量密度可以达到300Wh/Kg,而磷酸铁锂的重量能量密度只有150Wh/Kg左右。

在体积能量密度上,三元锂的体积能量密度可以达到700Wh/Kg,而磷酸铁锂的体积能量密度只有350Wh/L左右。

举个实际应用中的例子,

标准的小力鹰外箱,可以摆放288颗18650电芯。

如果使用磷酸铁锂电芯18650-3.2V-1600mAh,可以做到19串15并,容量60.8V24Ah,1459.2Wh。

而如果使用三元锂电芯18650-3.6V-3500mAh,可以做到17串16并,容量61.2V56Ah,3427.2Wh。

对比瓦时数,同体积同重量下,三元锂电池组的瓦时数会是磷酸铁锂的2.3倍左右。

4. 成本对比,三元锂略显实惠

三元锂电池组的国产成本在0.8元/Wh左右,而铁锂电池组的国产成本在1.3元/Wh左右。相比之下,三元锂的成本略实惠一些。(以上价格仅供参考,目前锂电池组的价格差异范围比较大)

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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。

磷酸铁锂电池的特点在于安全性高,高倍率充放电特性和较长的循环寿命。文献显示,在充电条件为1C倍率充电至3.65V,然后转恒压至电流下降到0.02C,之后以1C倍率放电至截止电压2.0V,循环1600次之后电池容量仍有初始容量的80%。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。

磷酸铁锂电池的缺点在于其性能受温度影响大,尤其是低温环境下,放电能力和容量均会大幅度降低。此外,磷酸铁锂的能量密度较低,仅算电池的重量能量密度只有120Wh/kg,如果计算整个电堆,包括电池管理系统、散热等零部件的能量密度就更低了。远远不能达到国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》明确提出“电池模块的能量密度要求是大于 150 瓦时/公斤”的要求。此外,磷酸铁锂电池材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,产品一致性差。

三元锂电池:正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池。这种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三种材料的优点,形成了三种材料三相的共熔体系,由于三元协同效应其综合性能优于任一单组合化合物。重量能量密度能够达到200Wh/kg。据清华大学欧阳明高解释:本次调查中所称的”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,不属于普通所说的”三元材料。”

三元锂电池的优点是能量密度高,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。

三元锂电池的安全性较差,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致热稳定性差,且pH值过高易使单体胀气,进而引发危险。250-300℃就会发生分解,遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着,产生的热量进一步加剧正极分解,在极短的时间内就会爆燃。车祸中,外力撞击会损坏电池隔膜,进而导致短路,而短路时发出的热量会造成电池热失控,并迅速将温度升至300℃以上,存在自燃风险。因此,对于三元锂电池而言,其电池管理系统、散热系统就至关重要。

迄今为止,三元和磷酸铁锂电池还未能够分出真正的胜负,当然略占上风的是三元锂电池,但两者至少在现阶段都不是完美的解决方案,石墨烯或者氢燃料电池等其他替代能源技术都在一旁虎视眈眈。

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