去年12月,我开了一辆用磷酸铁锂电池技术的电动车从北京出发到哈尔滨,开始时仪表盘上显示的续航里程是468公里,心里想这次应该可以顺利完成任务。结果刚一越过山海关,车辆的续航能力就急剧下降,比预估的要低很多。到达沈阳服务区的时候,仪表盘上显示还剩280公里可以行驶,但是实际上只走了190公里。
我立刻意识到这两类电池之间差别不是因为成本而产生的。
我的一个朋友叫老周,在长春从事网约车工作已经有三年的时间了,直到去年年底才购买了一辆三元锂电池汽车。他直接说出一个观点,“在东北地区冬天的环境下,磷酸铁锂电池就像是残疾了一样”。
对于他以前所拥有的锂离子电池车辆,在温度降到零下15摄氏度的时候,虽然仪表上显示的是满电状态可以行驶400公里,但是实际上能跑的有效距离只有大约180公里左右,这就体现出低温环境下电池性能受到的影响很大。
打开暖风之后再将行驶距离减小到60公里左右。
为什么会这样?
需要对电池的化学性质有比较深刻的了解。低温时磷酸铁锂电池电解液具有很强的粘稠性,使得锂离子在正负极间移动的速度变慢,从而对电池的放电性能造成直接、负面的影响。
与磷酸铁锂相比,三元锂材料具有明显的高活性特点,在相同的温度环境下(零下20℃),它的容量衰减速率比磷酸铁锂要低得多,大约在15%-20%左右,而磷酸铁锂的容量衰减速率可能会达到40%甚至更高。
这不是理论数据,是我在哈尔滨亲眼看到的。
当时,在中央大街附近的一个充电站里,我发现有一辆三元锂电池驱动的车停在了旁边的车位上,车主正是本地居民。我们交流了一会儿之后,他说他的电动汽车在冬天的实际续航里程比标称值高得多,大约是标称值的60%以上,而我的电动汽车采用的是锂铁电池,最多也只能达到标称值的40%左右。
对于同一种宣称有500公里续航能力的电动车来说,它的行驶距离可以达到320公里以上,而我的车只能跑出200公里左右。
南方地区几乎没有任何差别。简单来说,磷酸铁锂电池主要的优点就是安全性能好、价格便宜。不会出现热失控的情况,而且具有明显的延长使用寿命的特点,相比三元锂离子电池而言,成本可以降低大约15%-20%,从而体现出它的性价比优势。这些优点在东北冬季寒冷的时候,都会因为低温性能的限制而大打折扣。
老周曾经做过详细的计算。他在以前用过的锂离子电池车,在冬天的时候每天要多充一次电,电费每个月比原来多了300-400元,还要多花两到三个小时来充电。更换成三元锂电池之后,虽然车辆的初始价格比原来高出了几万元人民币,但是它在冬季的使用成本以及体验上有了质的飞跃,已经不是原来那种水平了。
另外还存在着一个经常被忽略的方面,那就是磷酸铁锂材料在低温状态下所表现出的性能特点,它不但是放电效率大幅度降低的原因之一,而且充电也变得非常费力、费时。温度降到零下10摄氏度以下的时候,电池的充电速度就会变慢很多,大约只有正常情况下的一半左右。
在我去哈尔滨做充电体验的时候发现了一个有趣的现象,我的车从20%电量充到80%用了将近两个小时的时间,而旁边的使用三元锂电池的车在同一电量范围内只需要大约50分钟就可以充满。
由此可以看出不同的电池技术在低温下性能的好坏是不一样的。
有人说现在很多铁锂车都加了电池加热系统,能解决低温问题。
我必须要说明的是,虽然可以减轻问题,但是并不能彻底解决它。加热系统运行时要耗费电力,这就好比把资源转移到另一个地方去暂时解决,而不是从根源上解决问题。在寒冷的冬季早晨气温降到零下20摄氏度的时候,为保证车辆电池可以正常启动和运转,应该提前半小时做预热工作。
三元锂电池同样要经过预热才能达到最佳状态,但是它的预热时间要比其他类型的电池短得多,而且对整个续航能力的影响也较小。
曾经和一位从事电池研发工作的同事就该问题进行了详细的交流。他认为磷酸铁锂和三元锂这两种电池技术本质上是两条不同的发展道路,适合于不同的应用场景。对于成本敏感并且主要以城市通勤为主的南方用户来说,选择磷酸铁锂电池(铁锂)作为动力来源是比较合适的。
如果您住在东北地区或者经常需要长途驾驶,并且在冬天用车的需求比较大,那么使用三元锂电池做为动力源会更加合适一些。
这不是优劣的评价,是看是否符合需求的选择。目前我深深体会到东北地区的网约车司机会多花钱来选择三元锂电池的原因。并不是因为这些人有充足的财力而不考虑成本,其实他们清楚,在极寒天气中(零下二三十摄氏度),那么小的成本差别是无所谓的。
如果你在广东省深圳市购买锂离子电池的话,是没有后顾之忧的。如果你的目标市场是哈尔滨或者长春,在做出购买决定之前一定要慎重考虑。