磷酸铁锂电池：新铁器时代

磷酸铁锂电池：新铁器时代

虽然发动机是内燃机汽车的心脏，但它是电动汽车的电池。通常存放在车辆地板中的大电池主要负责续航里程、充电时间和功率。它们也是迄今为止制造商最大的成本因素。到目前为止，锂离子电池被认为是衡量一切事物的标准。在手机、笔记本电脑、牙刷、耳机甚至电动汽车中进行了数百万次尝试和测试。但最近在汽车界，磷酸铁锂电池（也简称为LFP）的讨论越来越多。大众汽车希望在ID.3以下的车型中使用这种电池技术。福特明年将在北美的 Mustang Mach-E 车型以及随后的 F-150 Lightning 车型上使用 LFP 技术。特斯拉已经更进一步，已经在 Model 3 中安装并销售磷酸铁锂电池——首先在中国，现在也在欧洲。首先：它不是一种新的奇迹电池，而是一项具有明显优点和缺点的技术。

磷酸铁锂电池于20世纪90年代末开发，也称为LiFePo4、LFP或LEP。有一段时间，这些电池在模型赛车和摩托车起动电池中非常流行，因为它们比铅酸电池轻得多。与锂离子技术直接比较的最大优势之一是电池不含镍、钴或锰等稀有材料。这使得电池更具可持续性，也更便宜。福特表示，与锂离子电池相比，其价格优势约为 10% 至 15%。 LFP 电池的另一个优势是其循环稳定性：虽然锂离子电池的使用寿命约为 3,000 次循环（完全放电到充电），但 LFP 电池可以承受多达 10,000 次循环，直到其容量降至 75%（电池的一般磨损极限）。此外，磷酸铁锂电池被认为对温度不太敏感，并且非常坚固和安全。火灾和爆炸的风险应该较低。它们可提供高且稳定的放电电流。而且由于电池不含任何稀有原材料，因此其中的所有金属都是 100% 可回收的。只有电解液不能重复使用。这意味着回收率几乎与普通铅酸电池一样高——这是巨大的环境效益。

听起来很棒，那么为什么我们还没有开始使用 LFP 电池呢？因为它们的能量密度明显低于锂离子电池。这意味着，为了实现与采用磷酸铁锂电池的电动汽车相同的续航里程，您需要更多的电池，而这些电池则更重、体积更大，并且它们的价格优势可能会再次被均衡。澄清一下：锂离子电池通常的功率密度为每公斤180瓦时。磷酸铁锂电池的能量仅为每公斤90至110瓦时。如果需要续航里程和低重量，锂离子电池明显优于磷酸铁锂电池。尽管LFP技术的价格较高且循环稳定性较低，但目前在这方面处于劣势。

为什么特斯拉、大众和福特仍然依赖磷酸铁锂技术？这有几个原因。第一：电池更便宜，这使得它更有可能提供更便宜的电动汽车型号。其次：由于使用的是较便宜和稀有的原材料，因此采购更容易且数量更大，这意味着交付能力更稳定。第三：对于较小的车型，最大续航里程并不重要，LFP技术目前为汽车制造商提供了有吸引力的性价比，并且更高的安全性和使用寿命的论点是有利的。特斯拉老板埃隆·马斯克显然表示，磷酸铁锂电池应该足以满足未来 75% 的电动汽车的需求。这就是特斯拉已经在 Model 3 中使用电池技术的原因。最初的困难不是由电池硬件造成的，而是由车辆软件造成的。这样一来，以后买车的时候可能不是：汽油还是柴油，而是锂离子或者磷酸铁锂电池？