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磷酸鐵錳鋰+石墨烯將如何?比亞迪新電池材料的非主流評論

來源:第一電動網作者:老張  2015-05-22 07:31點擊: 二維碼
比亞迪研發的新磷酸鐵錳鋰電池技術可以將電池組容量由原先的90WH/Kg提升至150WH/Kg,其能量密度水平已經達到三元材料的密度。

磷酸鐵錳鋰

最近,比亞迪磷酸鐵錳鋰的技術被津津樂道。國家知識產權局的專利查詢系統中,還能查到一個比亞迪公司注冊的專利,將磷酸鐵錳鋰與石墨烯雙劍合璧,看起來頗為厲害。一向后知后覺的筆者,還在網上百度了一下相關的文章。找到了一篇轉載率很高的文章,題目筆者就不說了,其中有這么一句話:“據悉,比亞迪研發的新磷酸鐵錳鋰電池技術可以將電池組容量由原先的90WH/Kg提升至150WH/Kg,其能量密度水平已經達到三元材料的密度?!?/p>

看到這句話時,不禁感嘆,電池組容量這個詞用的太妙了,讓人挑不出毛病了。為什么這么說呢,筆者無聊之際,做了一組簡單的計算:

磷酸鐵鋰理論比容量170mAh/g,放電平臺3.4V,材料能量密度是578Wh/kg;磷酸錳鋰理論比容量為171mAh/g,放電平臺4.1V,材料能量密度是701Wh/kg,比前者高21%。從容量上看,兩種材料的容量基本類似,差別只是后者有更高的放電電壓平臺,照此來看,電池的能量密度應該能有20%的提高。當前比亞迪的磷酸鐵鋰電池的能量密度約是130Wh/kg,那么磷酸鐵錳鋰的電池理所當然的能達到156Wh/kg,謙虛點說,確實能到150Wh/kg。

那么90Wh/kg的出處呢,筆者看有人評論說這是比亞迪以前的產品參數。乍一看,筆者也這么覺得。但是推敲之后,覺得有點不對勁。除了特斯拉直接使用18650電池以外,一般電動汽車的電池都是將電池成組使用的,也就是常說的Pack。那么按照當前的產品規格,電芯能量密度在130Wh/kg的話,成組后90Wh/kg的能力密度還是靠譜的。因此筆者認為,這90Wh/kg指的是當下比亞迪電池組的能量密度,而后面的150Wh/kg指的是比亞迪新材料電芯的能量密度,只是后面定語省略了。這樣的文字游戲之下,讓人有能量密度提升了60%的錯覺,也會讓人感覺使用了新的電芯,續航里程可能有翻倍的增加……

這讓筆者聯想起2007年比亞迪“鐵電池”問世時的情景,舊事不提,雖然技術的包裝是可以的,但是偷換概念的炒作就有點讓人不大舒服。

盡管如此,比亞迪近些年在知識產權的建樹還是值得肯定的。專利數也是國內電池企業中的佼佼者。對國外企業的起訴,敢于應訴甚至勝訴,也讓比亞迪在業內名噪一時。以這個新型磷酸鐵錳鋰的電池技術來說,目前正處于公示階段,相信很快就能得到授權。這個技術如何,筆者不好妄斷。但是筆者還是想以自身粗淺的認識,對這個新材料做一些思考。

首先,筆者想先要弄明白專利是什么?專利就是一個Idea,一個具有新穎性、創造性的、實用性的技術方案。而以筆者的經驗,配方形式的方案,似乎更容易形成專利。按筆者的平時的一句笑談:“大部分專利和產品之間關系很密切,距離很遙遠?!北J氐闹v,一個Idea,在實驗室實施成功,就完全可以去申請專利。因此,專利很重要,它代表著方向。目前這個技術處于實驗室階段、中試放大階段、試生產階段還是批量生產階段,除了比亞迪自己,別人無從得知。希望相關產品盡快上市,也讓人們一探究竟吧。

其次,在比亞迪的專利里,已經被“妖魔化”的石墨烯又出現了。似乎加入了石墨烯,電池的各項指標都會提升。筆者說說自己對這種材料的理解。通俗的說,石墨烯作為一種新型的二維材料,其特點是有較大的比表面積。這就意味著,使用這種材料后,發生電化學反應的區域增加了,換言之,可以同時有更多的電解質發生電化學反應,此時從電池表觀上看,就是電池能使用更大的電流充放電。也就是電池的功率特性增加了。所以很多使用石墨烯材料的超級電池的報道,最大特點是快速充放電。由于石墨烯比表面積大,相對的,其密度較其他材料也偏低些,我們知道電池的能量密度與材料的壓實密度有很大的關系。因此使用石墨烯后,電池的能量密度不僅很難提升,在使用量較大的情況下,其能量密度可能還會有所下降。當然,筆者相信,肯定有技術手段去權衡功率和能量的矛盾,但是從原理來看,石墨烯不是萬能的,除了他自身有很多問題需要解決以外,它的使用效果,也是一把雙刃劍。

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[責任編輯:趙卓然]

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