磷酸铁锂(LFP)电池化学对于储能和电动汽车行业来说都是天赐之物。
由于磷酸铁相对丰富,与镍电池相比,磷酸铁锂电池的生产成本要低得多。不仅如此,它们还可以更频繁地充电至 100%,并且随着时间的推移,容量下降更少。
特斯拉甚至建议使用 LFP 电池的车辆(例如 RWD Model 3 和 Model Y)每周至少充电一次至 100%,以进行适当的范围估计校准。在特斯拉的一次季度电话会议上,埃隆·马斯克很好地总结了 LFP 电池的假定充电优势:
需要考虑的主要区别是 LFP 电池的续航里程稍短,为 253 英里,与 NCA 电池相比,为 263 英里。但范围上的微小差异是具有欺骗性的。 NCA 电池可能不应该充电至 100%。电池完全充电会损坏电池,使其在使用多年后可能会恶化。将 LFP 电池充电至 100% 是完全可以的,因此除了一些注意事项外,驾驶员体验几乎相同。
然而,最近的一项研究对这一假设提出了质疑。 “磷酸铁锂电池的运行窗口影响其寿命”大学研究论文发现,LFP 电池在较高充电状态 (SoC) 下退化速度更快,就像长续航或高性能电动汽车中的镍电池一样。
电池科学家对几个充电窗口进行了测试,即 0%–25%、0%–60%、0%–80%、0%–100% 和 75%–100% 范围在两个环境温度点。
令人惊讶的是,在较热的天气下给 LFP 电池充电会使其退化速度更快,但研究人员还发现,频繁充满电也会产生同样的效果,这与特斯拉的建议相反。
在较低温度点充电 0%-25% 的最佳情况下,一些 LFP 电池仅损失 3% 的容量,相当于电动汽车充电 10 年的实际容量。在较高环境温度下恒定 75%-100% 充电和放电循环的最坏可能情况下,一些电池损失了 24% 的容量。然而,平均而言,即使在最繁重的任务情况下,细胞的降解率也低于 10%。
此外,两个极端的 SoC 范围都相当不切实际,研究结论指出“在传统 0%–100% SOC 窗口中循环的电池表现出中等至 0% 的容量衰减率– 25% 和 75%–100%。”
因此,即使车主在十年内一直用 LFP 电池将特斯拉 Model 3 充电至 100%,充电状态指标造成的电池容量下降也可以忽略不计。
实际上,人们驾驶电动汽车行驶了数十万英里,日历老化似乎是电池容量损失的唯一可靠决定因素,而频繁的完全充电只是电池寿命雷达上的一个亮点。
特斯拉的磷酸铁锂电池供应商宁德时代现在甚至拥有百万英里的电池,在电池容量退化到85%之前有15年的保修期,因此埃隆·马斯克关于磷酸铁锂电池可以充电到100%的说法仍然站得住脚。
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