動力電池竟然還有區別?三元鋰是大趨勢

新能源汽車最核心的技術即為提供能量的電池，續航能力和充電速度則是電池技術發展到今天的瓶頸所在。經過多年發展，鋰電池的目前的類型有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、鈷酸鋰、三元材料等，因能量性能和稀有金屬成本的原因，錳酸鋰、鈦酸鋰和鈷酸鋰電池逐漸變為小眾選擇，而磷酸鐵鋰和三元鋰電池則得到更廣泛的推廣應用。但是這兩者有什麼區別呢？您的車是那種電池呢？今天我們就聊一聊鋰電池這點兒事。

三元鋰電池

三元鋰電池全稱是「三元材料電池」，一般是指採用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2，NCM）或鎳鈷鋁酸鋰（NCA）三元正極材料的鋰電池，把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進行不同的調整，所以稱之為「三元」，包含了許多不同比例類型的電池。從形狀上來區分，可分為軟包電池、圓柱電池和方形硬殼電池。其標稱電壓可達到3.6-3.8V，能量密度比較高，電壓平臺高，振實密度高，續航裡程長，輸出功率較大，高溫穩定性差，但低溫性能優異，造價也比較高。

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池則是採用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，用鐵來做電池原料一來成本低廉，二不含重金屬，對環境汙染較小，工作電壓為3.2V。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固，因此在零電壓存放時並不會有洩漏，高溫條件下或過充時安全性非常高，可快速充電，高放電功率，無記憶效應，循環壽命高，缺點為低溫性能差，正極材料振實密度小，能量密度較低，產品的成品率和一致性也飽受質疑。

這兩類電池各有所長

高溫條件下，三元鋰電池的三元材料會在200℃時發生分解，產生劇烈的化學反應，釋放出氧原子，並在高溫作用下極易發生燃燒或爆炸的現象，因此基於安全的考慮，我國工信部在2016年1月，通過特殊發文規定將三元鋰電池的使用暫時限制在純電動客車之外。而磷酸鋰電池的分解溫度在800℃，更不容易著火，安全性相對較高。

低溫條件下（氣溫低於-10℃以下），磷酸鋰電池衰減得非常快，經過不到100次充放電循環，電池容量將下降到初始容量的20%，基本與寒冷地區的使用絕緣了；而三元鋰電池的低溫性能優異，在-30℃條件下可保持正常電池容量，更適應北方低溫地區的使用條件。

從製造成本上來看，三元鋰電池所必需的鈷元素在我國儲量較少，大部分靠海外進口，受到市場波動影響非常大，所以三元鋰電池的成本必然居高不下，而磷酸鐵鋰電池所需原材料無需進口，供應充足，價格穩定，成本相對較低。

在實驗條件下，磷酸鐵鋰電池循環5000次後，剩餘容量為84%，1C（1C表示電池一小時完全放電時電流強度） 循環5 000 次後仍能保持80%以上的初始容量；三元鋰電池循環3900次後，剩餘容量只剩下66%，1C循環2500次後就下降到80%初始容量。相比起來磷酸鋰電池的循環壽命要遠遠大於三元鋰電池。此外，磷酸鐵鋰電池能量密度為120Wh/kg，已經基本達到理論極致，而三元電池的能量密度180Wh/kg，今後還有很大的提升空間。

前景

日本松下、韓國LG化學、三星SDI等多採用三元鋰電池的技術路線，比如新能源巨頭特斯拉就採用了松下的鎳鈷鋁酸鋰三元鋰電池，就是所謂的NCA，在Model S和Model X上採用的是松下18650電池組，而最新的MODEL 3採用了更大容量的21700圓柱體電池組。

國內的新能源汽車企業在早期源於成本問題，大多採用磷酸鐵鋰電池作為能量來源，如比亞迪等企業則為磷酸鐵鋰電池的主力廠商，推出了秦、唐、宋等眾多明星產品，而現如今由於國家對於續航裡程等補貼標準的提升，三元鋰電池市場份額在逐漸提升。

寫在最後

在與磷酸鐵鋰電池的競爭中，三元鋰電池的安全問題有待提升，這始終是盤桓在汽車企業腦海中的陰影，連特斯拉Model X這樣的技術領先產品，也曾在國內外多次發生電池組起火燃燒的事故。但從長遠來看，三元鋰電池有著磷酸鐵鋰電池不可比擬的高能量密度、耐低溫等特性，在新能源汽車發展的未來，三元鋰電池解決掉安全和成本問題之後，將徹底取代目前磷酸鐵鋰的市場地位，將成為新能源市場上的大勢所趨。