三元锂电池循环系统使用寿命在1500~2000次上下

2020年北方的冬天分外冷，特别是在针对一些电动车车主来讲。

随着着电动车销量慢慢上升，销售市场接受程度持续提升，电动车车主们不久提前准备摘下被取笑的“电动式爹遮阳帽”，又被深寒的严寒给“牵正”了一些。

我觉得，前几日一位网民宣称，自身安全驾驶的比亚迪汉EV在历经数次冬天实验后，发觉填满一次电后的具体续航力仅有230千米，遥远小于官方网宣传策划的600千米续航力，基本上缩水率了三分之二，乃至还产生过剩下续航力忽然断崖式降低的状况。

(图/网易财经)

乃至有网民取出当时比亚迪汽车发布“刀头充电电池”时的官方网PPT来吐槽：“依照柱形图占比，百分数显而易见是100%、70%、40%、40%，做PPT的人還是诚信的。”

事儿在互联网上发醇一阵后，比亚迪汽车得出的官方网叫法是“买车人存有原地不动待速用电量而且吹空调的状况”，造成 具体续航力大幅度“缩水率”。

如出一辙，配用着一样磷酸铁锂电池充电电池的特斯拉汽车Model3规范续航力全新升级，及其配用着磷酸铁锂电池的五菱宏光MINIEV也是有买车人碰到了相近的难题。

很显而易见，全部的导火索都偏向同一个物品——磷酸铁锂电池充电电池，那麼这一上年被称作将能击败三元锂电池的“英雄人物”，如何忽然不行呢?

磷酸铁锂电池充电电池的原罪

LFP(磷酸铁锂电池充电电池)最开始是由古迪纳夫(2019年诺贝尔化学奖获奖者之一)创造发明的，于1996年德州大学意味着古迪纳夫试验室向英国申请办理了专利权(WO1997040541)。但是以前日本NTT企业曾外派一位研究者冈田帮助古迪纳夫科学研究，后在2015年抢鲜在日本本地于1995年申请注册了专利权，事后每个地域为了更好地维护当地权益，造成 LFP专利权基本上名存实亡，许多 我国都是有生产加工工作能力。

因此 实际上LFP的产业化批量生产和运用于电瓶车早已很长期了，只不过是以前全是配用于城市公共交通系统软件的车子。

而LFP往往忽然被新能源客车市场的需求所关心，是源于于上年比亚迪汽车与赣锋锂业的交战，也就是比亚迪汽车公布了一段视頻，用扎针试验证实了“刀头充电电池”(LFP的一种独特封装类型)远比三元锂电池要安全性许多 、比如型磷酸铁锂电池充电电池安全性，进而引起了普遍的社会发展探讨和异议。

(三元锂电池扎针试验，未注明哪样三元锂电池)

(方形磷酸铁锂电池充电电池扎针试验)

(比亚迪汽车“刀头充电电池”扎针试验)

确实，LFP对比于三元锂电池有许多优势。

最先，磷酸铁锂电池的循环系统特性好，即循环系统长寿命。锂电池电量衰落的缘故有很多，但与电池正极材料有关的主要是蓄电池充电全过程中电池正极材料构造“晶格常数坍塌”，导致构造毁坏，进而促使一部分电池正极材料降解。

但磷酸铁锂电池化学物质从分子式上相较于镍钴锰化学物质平稳许多 ，NCM分子结构是相近“发面饼”样子，锂离子电池从双层中间流动性，而LFP分子结构则是“孔雀石”样子，锂离子电池行走于三维构造间隙中。即LFP分子式中就算锂离子电池“离去”，剩余相近FePo4的构造也相对性平稳，而NCM则相对性不稳定。(三元锂电池循环系统使用寿命在1500~2000次上下，磷酸铁锂电池则能到4000次上下)

(NCA尽管分子式与NCM稍有不一样，可是存在的不足与NCM类似)

尽管初期磷酸铁锂电池充电电池因为其构造缘故，蓄电池充电高效率较低(品牌形象的叫法便是因为构造平稳造成 锂离子电池主题活动可玩性不高)，但伴随着包碳技术性(荷兰国际级锂电池生物学家米歇尔·阿尔芒创造发明，并之后与古迪纳夫一起申请办理了专利权，MichelArmand)，及其纳米技术化原材料加工工艺的技术性，如今磷酸铁锂电池充电电池的蓄电池充电输出功率(即特性)不比三元锂电池差。

次之，LFP安全系数高。磷酸铁锂电池化学物质自身的溶解溫度在700~800度上下，远超三元锂化学物质的200~300度，因此 基础理论安全系数高许多 ;且三元锂电池在产生“热无法控制”时，会释放出来co2，进而进一步加重反映强烈水平，而磷酸铁锂电池化学物质中P-O键牢固，无法溶解进而避免co2产生，防止连锁效应。

可是，往往磷酸铁锂电池一直没能运用于新能源客车销售市场，直接原因取决于LFP几个“原罪”。

最先，LFP的比能量较低。单锂电芯现阶段最顶部也就刚触到三元锂电池的一般水准。缘故取决于对比于三元锂而言容积低(企业Ah)，且工作电压低(三元大多数在4V之上，磷酸铁锂电池在3.4V上下)，动能就是容积乘于工作电压(企业Wh)。

次之，最要人命的是超低温特性差。缘故取决于电池正极材料(磷酸铁锂电池化学物质)自身为导体和绝缘体，对比三元锂电池电子器件导电性低，超低温下导电率更加差，导致电池内阻扩大，遭受电极化危害大。就算在加了纳米技术碳导电性剂改进后，尽管有一定的减轻，但仍无法处理超低温的工作电压减少造成 的能用容积减少的难题。

(LFP在不一样溫度的充放电状况)

也就是说，虽然现阶段的新型电池促使LFP的充电电池的超低温表显有一定的提高，可是依然由于超低温造成 大幅度减少能用容积。

最终，精确测量用电量(SoC，StateofCharge)较难，因为磷酸铁锂电池充电电池的工作电压在充放电时前半部十分平稳，到低电量模式的时候会忽然掉工作电压，因此 假如BMS(充电电池智能管理系统)做的不太好，很可能剩下用电量出現忽然断崖式转变。从而造成 的难题不仅是应用端不方便，大量的是假如没法非常好检验锂电芯数据信息，则更为没法优良的管理方法蓄电池充电对策，进而促使电池循环次数降低乃至产生锂枝晶状况造成 短路故障。

因此 LFP有着对比于三元锂电池安全系数高些、循环系统使用寿命更长、高溫自然环境下特性更强、工程造价低的优势，促使特别适合公共汽车、市政工程车子等纯电动汽车型。而且因为公共汽车容积巨大，并不在意磷酸铁锂电池充电电池的低比能量，能够运用装车容积巨大的电池包，而且公共汽车行车路路经相对性固定不动且不容易较长，因此 续航力数的起伏危害也并不大。

可是针对新能源客车来讲，磷酸铁锂电池充电电池的这种缺陷是“不能接纳”的，因此 长期以来也没有运用于新能源客车。

但是，比亚迪汽车根据改进LFP锂电池材料和“刀头充电电池”的电池包构造，提高了单锂电芯和电池包的比能量，解决了“短续航力”的抨击。可是有关别的LFP与生俱来的缺陷，尤其是LFP冬天续航力主要表现时，比亚迪汽车得出的解决方案却是多少一些模棱两可：“原材料的特性有一定的提高、相互配合热智能管理系统的加温，早已解决了该难题。”

LFP原材料的特性提高大概率没有什么疑惑，可是热智能管理系统的优劣就值得商榷了。

充电电池不背所有锅

现阶段全部批量生产纯电动汽车中，选用的锂电不外乎NCA(镍钴铝三元锂电池)、NCM(镍钴锰三元锂电池)、LFP(磷酸铁锂电池充电电池)这三种，但不论是哪样锂电，实际上都是会遭受超低温的危害，只不过是对比于三元锂电池，LFP与生俱来受影响水平很大而已。

由于现阶段绝大多数锂电，不但电池正极材料会造成危害，超低温也会危害电池正极材料和锂电池电解液，超低温会造成 锂电池电解液浓稠导致锂电池内阻提升，及其电池正极材料电极化比较严重导致锂离子电池堆积、表层的镀膜状况等，造成 能用容积降低，充放电速度降低(特性)。

换句话说不在加一切外界輔助机器设备状况下，原生态情况下一切锂电都是会伴随着超低温减少能用容积，即降低续航力。

因此 每家生产商都是会在电池包构造中添加热智能管理系统。

低平均气温下，运用空调机组的制暖系统软件，根据耗费电磁能对充电电池开展提温，一方面修复充电电池蓄电池充电特性，另一方面避免 超低温对充电电池导致不可逆的损害。

刚好难题就在这里，低平均气温下，除开充电电池必须加温以外，车里的乘客一样也必须暖风系统软件，而这就是进一步减少里程数的罪魁祸首。

现阶段中国绝大多数纯电动汽车的制暖系统软件全是PTC加温，能效等级为1，以3000W的输出功率考虑到，那麼满输出功率打开暖风一个小时，即耗费5kWh用电量，这针对一百公里仅需不上20kWh的纯电动汽车来讲，毫无疑问是“奢华消費”。

自然也是有一些纯电动汽车，比如日产Leaf、当代Kona、特斯拉汽车ModelY等车系选用了热泵机组系统软件，0度之上能效等级为3上下，基础能节约2/3上下的加温耗能，但是便是当溫度降至零下20度下列时，热泵机组能效等级也就降到1了，与PTC并无差别。

但是每家的热智能管理系统存有众多差别(PTC制暖与热泵机组制暖系统软件差别，热管理方法合理化和高效率等)，最后造成 的节约水平不一样。

例如运用电动机、线路板等好几个热原开展统一管理方法，一方面给该必须减温的一部分减温，另一方面将发热量合理运用起來，传输给必须加温的充电电池或是驾驶室。因此 超低温对耗能的危害，其实质上還是热智能管理系统的技术性优秀水平的高矮。

(例如ModelY选用的“乌贼八通阀”便是将好几个一部分的热管理方法高宽比一体化，以完成非常高的发热量管理效益)

注：低溫度下，纯电动汽车在刚启动，因为充电电池必须加温、电动机和线路板也还未产热，因此 造成 该环节用电量会很高，行车一段后才会恢复过来能耗。比如朋友的Model3冬天短路程行车的能耗乃至高过120km定速巡航的能耗。因此 在EPA规范中，刚起动环节的行车工作状况能耗，会乘于0.33的权重值记入。

电瓶车耗能往往对制暖系统软件这般比较敏感，是由于对比于汽油车而言，电瓶车所带上的动能确实一些少的可伶。一升车用汽油带上的动能等同于8.9kW·h，一辆一般的汽油车汽车油箱尺寸约为60升上下，计算成电力工程约为534kW·h，而现阶段销售市场上纯电动汽车配用的电池包一般在20kW·h到100kW·h中间，比照下，汽油车带上的电力能源大约是纯电动汽车的5~18倍中间。

此外，汽油车应用电力能源的综合性高效率很有可能仅有20-30%上下，而电瓶车则有80%上下。即汽油车加温选用的是消耗掉的柴油发动机能源，并不太危害耗油量，倒是电瓶车的加温系统软件是实实在在来源于“用以行车

”的电力能源。从而造成 了打开中央空调后，会对续航力造成极大危害。

举个事例，依据AAA检测报告数据显示，零下7度开暧风的续航力状况，2018款宝马i3续航力降低46%，2018款雪弗兰Bolt续航力降低47%，2018日产凌霜降低32%，2017款ModelS续航力降低38%;零下7度不动暧风状况下，四款车续航力降低则各自为14%、10.4%、10.8%、11.1%。

注：所述四款车系中日产凌霜和宝马i3

61分钟马尔基西奥中单分球,德斯特雷区右边低射推拉门经过