【原】電車(chē)哪種電池更安全？這些參數(shù)看花眼 但看準(zhǔn)這些就沒(méi)錯(cuò)！
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在當(dāng)前這個(gè)新能源時(shí)代，消費(fèi)者選車(chē)時(shí)要考慮的東西跟燃油時(shí)代存在著巨大的差別。智能駕駛輔助、車(chē)載娛樂(lè)、智能體驗(yàn)這些東西獲得了前所未有的重視，也體現(xiàn)著消費(fèi)者全新的用車(chē)習(xí)慣和喜好。但是，除了這些較容易通過(guò)體驗(yàn)感知的東西，新能源汽車(chē)身上還有一種隱藏的部件，它不僅直接關(guān)系到一款新能源汽車(chē)的綜合性能，更與安全、使用便利性等方面息息相關(guān)，是消費(fèi)者選車(chē)時(shí)一定要認(rèn)真考慮的內(nèi)容。但是對(duì)于它，很多普通消費(fèi)者卻表示“看不懂”。教授說(shuō)的，正是新能源動(dòng)力系統(tǒng)中最重要的組成部分之一——?jiǎng)恿﹄姵亟M。隨著電動(dòng)車(chē)的快速發(fā)展，用于存儲(chǔ)電動(dòng)車(chē)行駛所需大量電能的動(dòng)力電池組也發(fā)展出了很多不同的種類(lèi)。除了最直觀的電能容量之外，還有電芯尺寸、材料配方、封裝方式等多種區(qū)別；1865、4680、三元鋰、磷酸鐵、刀片、彈匣······電池的專(zhuān)業(yè)名詞越來(lái)越多，到底哪種更好？咱們普通消費(fèi)者應(yīng)該如何選擇？尺寸類(lèi)：這些數(shù)字講的其實(shí)是三圍~1865、2170、4680這些數(shù)字代表的是電池組中電芯的尺寸型號(hào)，名稱(chēng)源自電芯的外觀尺寸，前兩位數(shù)字代表電芯直徑，而后兩位則代表電芯長(zhǎng)度。比如1865電池代表的就是直徑18mm、長(zhǎng)65mm的圓柱形電池，是電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池組中最常見(jiàn)的電芯之一，同時(shí)也常在生活中的許多用電器中見(jiàn)到。而2170電芯和4680電芯則代表直徑21mm、長(zhǎng)度70mm和直徑46mm、長(zhǎng)度80mm的電芯，且外形均為圓柱體。當(dāng)然，隨著電池技術(shù)的發(fā)展，市面上的電芯外形也越來(lái)越多，除了最經(jīng)典的圓柱形之外，還有方形、軟包甚至六棱柱形等。不過(guò)無(wú)論它們的外形設(shè)計(jì)如何，它們最終要實(shí)現(xiàn)的功能以及其中的工作原理都是基本相同的。而1865、2170和4680三種規(guī)格之間的尺寸差異會(huì)帶來(lái)區(qū)別主要是這些：首先第一點(diǎn)就是成本。1865電芯作為市場(chǎng)上應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)、適用范圍最普遍的電芯規(guī)格之一，具有非常顯著的成本優(yōu)勢(shì)，畢竟它的產(chǎn)量最大，成本分?jǐn)傄呀?jīng)達(dá)到了所有規(guī)格電芯中最低的水平，且由于應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于生產(chǎn)工藝和品質(zhì)控制方面也有其長(zhǎng)處。不過(guò)，2170電芯由于尺寸更大，使其得以實(shí)現(xiàn)多極耳設(shè)計(jì)，帶來(lái)提升充電速度的效果，同時(shí)能量密度也得到提升。至于最新的4680電芯，它最大的優(yōu)勢(shì)在于體積增加之后其散熱性能得到提升，同時(shí)單體電芯可存儲(chǔ)的電能更多，輸出功率也有數(shù)倍的提升。然而由于電芯單體體積增大，4680電芯也會(huì)導(dǎo)致對(duì)車(chē)架空間的占用增加。當(dāng)然，或許大家看到這里還會(huì)疑惑：我應(yīng)該如何獲得所看車(chē)款使用的電芯型號(hào)？到底選哪種更好？其實(shí)，無(wú)論是2170還是4680，它們其實(shí)都是特斯拉主推的電芯規(guī)格，市面上主要也是特斯拉車(chē)型在使用。除了尚未量產(chǎn)交付的Cybertruck之外，其實(shí)目前在售的特斯拉基本是在使用2170電芯，因此并不需要對(duì)比和選擇。而1865電芯作為一種老產(chǎn)品，其主要被運(yùn)用在一些價(jià)格比較親民的實(shí)惠電動(dòng)車(chē)身上；出于成本考慮，這類(lèi)車(chē)型目前也很難采用新的先進(jìn)電芯，所以大家也不必在這些車(chē)型身上糾結(jié)電池尺寸規(guī)格的問(wèn)題。材料類(lèi)：講的是電池里的化學(xué)成分而真正會(huì)帶來(lái)性能上差異的主要因素就是電池里的化學(xué)材料了。雖說(shuō)都叫“鋰電池”，但其實(shí)目前市場(chǎng)上最主要的電池材料類(lèi)型有兩大種類(lèi)——三元鋰和磷酸鐵鋰。三元鋰電池，全稱(chēng)是三元聚合物鋰電池，而其中的三元復(fù)合物主要是指用在電池正極上的由鎳、鈷、錳三種元素組成的鎳鈷錳酸鋰化合物材料。在三元鋰這個(gè)大范疇內(nèi)，還能細(xì)分出其它材料名稱(chēng)，如代表鎳、鈷、錳三種物質(zhì)各自占比的811電池（三元復(fù)合物配方中鎳、鈷、錳分別占比為8:1:1）。而磷酸鐵鋰電池則使用磷酸鐵鋰化合物作為正極材料，電池材料中不含鎳、鈷等貴金屬材料。相比于尺寸區(qū)別，材料的不同對(duì)于電池的性能和穩(wěn)定性、安全性的影響相對(duì)明顯。目前被討論最多的三元鋰電池在能量密度方面具有較為突出的優(yōu)勢(shì)，也就是說(shuō)它能在相同規(guī)格的電池中存儲(chǔ)更多的電能，帶來(lái)更長(zhǎng)的續(xù)航里程。同時(shí)由于三元鋰材料活性更強(qiáng)，這一類(lèi)電池的充放電速度以及輸出功率也更強(qiáng)，對(duì)于改善動(dòng)力體驗(yàn)有幫助。不過(guò)，也正是由于三元鋰材料活性較高的原因，這類(lèi)電池在耐高溫和抗熱失控方面的表現(xiàn)稍顯不足，不過(guò)在天氣寒冷的情況下，三元鋰電池的低溫工作性能也會(huì)更好。而相比之下磷酸鐵鋰電池的穩(wěn)定性就更加出色，它的耐高溫性能與抗熱失控能力都明顯優(yōu)于三元鋰電池；而且由于不需要使用大量稀有金屬材料，磷酸鐵鋰電池的制造成本也明顯低于三元鋰電池。此外，磷酸鐵鋰電池也具有循環(huán)壽命更強(qiáng)，在頻繁充放電的情況下比三元鋰電池更耐用的優(yōu)勢(shì)。但能量密度低、輸出功率以及耐低溫性能不及三元鋰電池等性能方面的差距都是它的主要短板。如果大家對(duì)于續(xù)航里程和功率輸出有較高的需求，比較看重電動(dòng)車(chē)的性能表現(xiàn)，那么三元鋰電池肯定是首選。尤其是現(xiàn)在很多車(chē)企也開(kāi)始逐漸優(yōu)化三元鋰電池正極材料中的成分配比，比如智己LS7使用的中高鎳單晶高壓高能電池，就以提高鎳含量、使用單晶材料等方式提高電池的能量密度和輸出電壓，從而讓車(chē)輛獲得更好的動(dòng)力效果。工藝與電池組結(jié)構(gòu)類(lèi)：為的都是安全？另外還有就是涉及電池電芯或者電池組整體的封裝設(shè)計(jì)和工藝的名詞了。比如圓柱形電芯普遍采用的就是卷繞工藝，通過(guò)簡(jiǎn)單的卷繞方式將正極、負(fù)極以及兩極之間的隔膜卷成圓柱體，是目前電池生產(chǎn)中最簡(jiǎn)單且常見(jiàn)的工藝。而疊片工藝，顧名思義就是將正極、負(fù)極以及隔膜直接堆疊起來(lái)，隨后經(jīng)過(guò)切邊、折邊等操作，形成電芯。疊片工藝能夠在包含圓柱狀的多種電芯規(guī)格上使用。舉一個(gè)具體的例子，咱們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的紐扣電池用的就是疊片工藝。而在電池組的層面，比亞迪的刀片電池和廣汽埃安的彈匣電池的區(qū)別主要體現(xiàn)在從電芯組裝成電池組的結(jié)構(gòu)不同。刀片電池是通過(guò)將狹長(zhǎng)且薄的片狀電芯疊加起來(lái)，隨后加上外殼進(jìn)行封裝；而彈匣電池則是先有多個(gè)電芯組成電池模組，隨后將這些模組分別置于安全艙中并合成一個(gè)整體的電池包。這一類(lèi)封裝設(shè)計(jì)的區(qū)別，主要是各廠商在通過(guò)自己的技術(shù)思路去優(yōu)化電池組的性能、穩(wěn)定性與安全性。雖說(shuō)個(gè)中原理需要一定的知識(shí)門(mén)檻才能理解，但咱們只需簡(jiǎn)單了解它們到底能帶來(lái)什么效果就能知道各自有何優(yōu)缺點(diǎn)了。比如卷繞工藝和疊片工藝，前者是最常用的電芯制造工藝，具有技術(shù)成熟、生產(chǎn)速度快的優(yōu)勢(shì)；但因?yàn)椴牧暇o緊卷在一起，導(dǎo)致使用這一類(lèi)工藝的圓柱形電芯往往在散熱性能方面表現(xiàn)不及疊片工藝電芯。但疊片工藝在目前的汽車(chē)動(dòng)力電池行業(yè)中仍屬于一種成本較高的制造工藝，其生產(chǎn)速度和品質(zhì)控制與極為成熟的卷繞工藝之間存在較為明顯的差距。但使用疊片工藝制造的電池在散熱方面有著更好的表現(xiàn)，同時(shí)也具有比卷繞工藝電池更高的能量密度，對(duì)于提高車(chē)內(nèi)空間利用率有很大幫助。目前，除了特斯拉仍在堅(jiān)持以卷繞工藝制造電芯之外，很多新能源車(chē)企已經(jīng)開(kāi)始大力發(fā)展疊片工藝，比如比亞迪正在使用的刀片電池就采用了疊片工藝。從工藝的角度出發(fā)，疊片工藝一定會(huì)是未來(lái)電池制造技術(shù)的發(fā)展方向；不過(guò)從目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品看來(lái)，使用這一工藝制造的電芯還不算太多見(jiàn)。至于電池組封裝方式的差別，這主要就是車(chē)企之間使用各自的方式來(lái)優(yōu)化電芯的布局，從而實(shí)現(xiàn)改善電池組使用過(guò)程中穩(wěn)定性和安全性的效果。比如比亞迪會(huì)在刀片電池的電池組內(nèi)給每個(gè)電芯設(shè)置導(dǎo)熱層，配合本身熱穩(wěn)定就更好的磷酸鐵鋰材料，實(shí)現(xiàn)哪怕被穿刺都不會(huì)著火的安全效果。而廣汽埃安的彈匣電池則更加復(fù)雜，因?yàn)樗鼉?nèi)部的每個(gè)電池模組都可以視為一個(gè)單獨(dú)的電池包，外殼采用了高強(qiáng)度耐高溫材料，可以在其中一個(gè)電池模組發(fā)生熱失控起火的情況下依然保證其它電池模組的安全。但如果講到用車(chē)體驗(yàn)，尤其是動(dòng)力、續(xù)航等方面的表現(xiàn)，影響最大的始終還是電池組中電芯類(lèi)型的選擇。刀片電池采用的是大面積疊片工藝制造的磷酸鐵鋰電芯，相對(duì)穩(wěn)定；而彈匣電池采用的則是電壓與輸出功率更高的三元鋰電芯，同規(guī)格下性能表現(xiàn)會(huì)更勝一籌。最后讓我們來(lái)簡(jiǎn)單概括一下，關(guān)于新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的名詞這么多，咱們到底應(yīng)該關(guān)注哪些？對(duì)于動(dòng)力電池，電池組本身的形狀其實(shí)歸根結(jié)底影響的只是車(chē)輛的架構(gòu)和車(chē)內(nèi)空間表現(xiàn)，可以通過(guò)靜態(tài)乘坐直接感受到；而關(guān)于電芯的制造工藝與電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各家都會(huì)有較為詳細(xì)的介紹，但大多還是能把重點(diǎn)集中到安全、穩(wěn)定方面。不過(guò)實(shí)際上這類(lèi)結(jié)構(gòu)保護(hù)最多的總歸是在碰撞、離譜的高溫等平時(shí)用車(chē)很難遇上的極端危險(xiǎn)情況，所以對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)相對(duì)較難感知到。相比于研究電池組的技術(shù)設(shè)計(jì)，還不如多關(guān)注所看車(chē)型的消費(fèi)者口碑，這樣相信能得出更全面的結(jié)論。在電池方面，更值得消費(fèi)者關(guān)注的其實(shí)是在三元鋰和磷酸鐵鋰這兩種材料路線(xiàn)中尋找適合自己的一款。正如文中所說(shuō)，三元鋰電池更具活性，能量密度與功率輸出占優(yōu)；而磷酸鐵鋰則擁有更好的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。是想要更出色的性能和更快充電速度？還是穩(wěn)妥起見(jiàn)，犧牲能量密度換取更安全的磷酸鐵鋰？這就要看大家對(duì)自己的用車(chē)習(xí)慣和購(gòu)車(chē)需求作出選擇了。
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