壽命達(dá)160萬公里 支持4000次充放電循環(huán) 特斯拉電池能有那么神嗎?
特斯拉最近有點(diǎn)“火”,即便受到疫情影響,在此前的五一假期中Model 3依舊收獲了每天1000臺(tái)左右的訂單。近日,特斯拉又搞出了新事情,申請(qǐng)了一項(xiàng)名為鎳鈷鋁電極合成方法的專利,讓電池可以支持4000次充放電循環(huán),并使其壽命達(dá)到160萬公里,這消息可著實(shí)有點(diǎn)勁爆。
單從數(shù)據(jù)來看,這項(xiàng)技術(shù)不論是在電池充放電次數(shù)還是壽命上都達(dá)到了目前鋰電池的3倍以上,著實(shí)有點(diǎn)“黑科技”的意思。那么今天邦老師就給大家分析一下,看看特斯拉的電池真的會(huì)有那么神奇嗎?
采用鎳鈷鋁電極合成方法,大幅增加電池充放電循環(huán)次數(shù)
傳統(tǒng)電極在進(jìn)行合成工藝時(shí)會(huì)導(dǎo)致一種名為鋰基板的雜質(zhì)形成,雖然通過降低電池中鋰的含量可以減少此種狀況,但也會(huì)使得其電化學(xué)性能變差。而特斯拉所采用的鎳鈷鋁電極合成方法可以調(diào)整鋰與其他金屬的比例,從而降低電池材料在生產(chǎn)加熱過程中形成的雜質(zhì),進(jìn)而提升電池的充放電循環(huán)壽命。特斯拉的這項(xiàng)技術(shù)可以讓電池支持4000次充放電循環(huán)并使其壽命達(dá)到160萬公里。
從字面上看這些數(shù)據(jù)似乎沒有什么問題,但這僅僅只是實(shí)驗(yàn)室所測(cè)得的結(jié)果,一旦該電池應(yīng)用到量產(chǎn)車中,是否同樣可以實(shí)現(xiàn)呢?
160萬公里僅為理論數(shù)據(jù),真實(shí)場景中會(huì)受多方面影響
先來說一下160萬公里這個(gè)數(shù)字是怎么來的。簡單來講,一輛NEDC續(xù)航里程為400km的電動(dòng)車,如果支持4000次充放電循環(huán),那么在它的生命周期里理論上可以行駛160萬公里。
但在真實(shí)的用車場景中,較為極端的溫度對(duì)于電池的充放電效率會(huì)有著不小的影響。打個(gè)比方,同一輛電動(dòng)車在東北和南方開,實(shí)際的行駛里程會(huì)相差不少,這是因?yàn)楹涞臏囟葧?huì)影響電池的放電效率,進(jìn)而導(dǎo)致車輛的續(xù)航里程有所減少,所以車輛的真實(shí)續(xù)航里程往往達(dá)不到理論上的數(shù)據(jù)。
此外,三元鋰電池在頻繁快充下都會(huì)面臨電池容量衰減的問題。這主要是由于快充的直流電功率很大,在充電過程中大量的電子不斷加速從電池的正極向負(fù)極流動(dòng),這個(gè)過程中產(chǎn)生的高熱量將會(huì)使電池負(fù)極表面的半透膜(類似于隔離墻的存在,將電極材料和電解液分開,避免其發(fā)生反應(yīng))破裂并產(chǎn)生反應(yīng),在電極上生成異物并使電解液分解。久而久之,電池的最大容量就會(huì)慢慢減少。
考慮到極端天氣對(duì)于車輛續(xù)航的影響以及快充所導(dǎo)致的電池容量衰減問題,很難保證車輛在真實(shí)的用車場景中能達(dá)到400km的續(xù)航,160萬公里的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)自然也會(huì)有所折扣。
4000次充放電循環(huán)對(duì)電池穩(wěn)定性帶來更大挑戰(zhàn)
目前主流車型搭載的NCM811三元鋰電池支持1000次左右的完整充放電循環(huán),而在快充300-500次之后電池的穩(wěn)定性就會(huì)變差。這會(huì)使得電池?zé)崾Э販囟认陆?,更容易?dǎo)致起火事件的發(fā)生。而特斯拉這項(xiàng)專利可以使電池支持4000次充放電循環(huán),那么在其生命周期里快充的次數(shù)也必然會(huì)大幅增多,所面臨的安全隱患也比其他電動(dòng)車要大,這對(duì)于其電池的穩(wěn)定性也提出了更為嚴(yán)苛的考驗(yàn)。
電池壽命并不等于整車壽命
最后邦老師還要跟大家普及一下,電池的壽命長并不意味著整車的壽命也同樣長。以傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)為例,汽車連續(xù)工作十幾個(gè)小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也沒有太大問題,但最先出現(xiàn)衰減甚至失效的往往是剎車系統(tǒng)。所以一輛車的實(shí)際壽命和整車零部件的耐久性、可靠性都有著密切關(guān)系,不能只看其中一方面。
邦點(diǎn)評(píng)
從目前來看,特斯拉160萬公里的電池壽命僅僅只是實(shí)驗(yàn)室測(cè)出的數(shù)據(jù),考慮到極端天氣對(duì)于車輛續(xù)航的影響以及快充所導(dǎo)致的電池容量衰減問題,即便電池支持4000次的充放電循環(huán),但在真實(shí)的用車場景中也難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)室的理論數(shù)據(jù)。此外,快充所帶來的電池?zé)崾Э嘏R界點(diǎn)下降問題也讓會(huì)特斯拉面臨比其他電動(dòng)車更大的挑戰(zhàn)。
但總的來說,如果這項(xiàng)專利真的可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,對(duì)電動(dòng)車來講必然是革命性的突破。即便每天跑幾百公里,給車完整充一次電,4000次的充放電循環(huán)也可以讓電池至少使用十年之久,這會(huì)大大降低消費(fèi)者的使用成本,勢(shì)必將會(huì)提升電動(dòng)車和燃油車正面交鋒的“底氣”。