新能源汽車最核心的技術(shù)即為供應(yīng)能量的電池，續(xù)航能力和充電速度則是電池技術(shù)發(fā)展到今天的瓶頸所在，經(jīng)過了30多年的發(fā)展，電動汽車的能量大多數(shù)都由各種鋰離子電池組所供應(yīng)，但是鋰離子電池目前仍沒有完全成熟，仍處于不斷探索之中。

目前鋰離子電池的類型有錳酸鋰、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、鈦酸鋰和鈷酸鋰離子電池逐漸變?yōu)樾”娺x擇，而磷酸鐵鋰和三元鋰離子電池則得到更廣泛的推廣應(yīng)用。

這兩種不同的鋰離子電池各有什么特點(diǎn)，它們之間的差別是什么？目前新能源汽車公司都采用了哪條技術(shù)路線？這兩種鋰離子電池誰能夠笑到最后？本文將為你逐一詳解。

三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池

三元鋰離子電池全稱是“三元材料電池”，一般是指采用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2，NCM）或鎳鈷鋁酸鋰（NCA）三元正極材料的鋰離子電池，把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進(jìn)行不同的調(diào)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(qū)分，可分為軟包電池、圓柱電池和方形硬殼電池。其標(biāo)稱電壓可達(dá)到3.6-3.8V，能量密度比較高，電壓平臺高，振實(shí)密度高，續(xù)航里程長，輸出功率較大，高溫穩(wěn)定性差，但低溫性能優(yōu)異，造價(jià)也比較高。

磷酸鐵鋰離子電池則是采用磷酸鐵鋰（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(huán)境污染較小，工作電壓為3.2V。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，因此在零電壓存放時(shí)并不會有泄漏，高溫條件下或過充時(shí)安全性非常高，可快速充電，高放電功率，無記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命高，缺點(diǎn)為低溫性能差，正極材料振實(shí)密度小，能量密度較低，產(chǎn)品的成品率和一致性也飽受質(zhì)疑。

這兩類電池各有所長

高溫條件下，三元鋰離子電池的三元材料會在200℃時(shí)發(fā)生分解，出現(xiàn)劇烈的化學(xué)反應(yīng)，釋放出氧原子，并在高溫用途下極易發(fā)生燃燒或爆炸的現(xiàn)象，因此基于安全的考慮，我國工信部在2016年一月，通過特殊發(fā)文規(guī)定將三元鋰離子電池的使用暫時(shí)限制在純電動客車之外。而磷酸鋰離子電池的分解溫度在800℃，更不容易著火，安全性相對較高。

(資料來源：海通證券《新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈系列深度報(bào)告》)

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

從制造成本上來看，三元鋰離子電池所必需的鈷元素在我國儲量較少，大部分靠海外進(jìn)口，受到市場波動影響非常大，所以三元鋰離子電池的成本必然居高不下，而磷酸鐵鋰離子電池所需原材料無需進(jìn)口，供應(yīng)充足，價(jià)格穩(wěn)定，成本相對較低。

在實(shí)驗(yàn)條件下，磷酸鐵鋰離子電池循環(huán)5000次后，剩余容量為84%，1C循環(huán)5000次后仍能保持80%以上的初始容量；三元鋰離子電池循環(huán)3900次后，剩余容量只剩下66%，1C循環(huán)2500次后就下降到80%初始容量。相比起來磷酸鋰離子電池的循環(huán)壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三元鋰離子電池。此外，磷酸鐵鋰離子電池能量密度為120Wh/kg，已經(jīng)基本達(dá)到理論極致，而三元電池的能量密度180Wh/kg，今后還有很大的提升空間。

電池制造公司和電動汽車公司的技術(shù)路線選擇

根據(jù)2016年1-四月的數(shù)據(jù)，國內(nèi)磷酸鐵鋰離子電池的出貨量可占據(jù)市場總額的75.3%，可以說是主流的技術(shù)形式，而三元鋰離子電池的比重只占到22.6%，但是同比上升速度達(dá)到了3.47倍，發(fā)展非常迅速。

日本松下、韓國LG化學(xué)、三星SDI等多采用三元鋰離子電池的技術(shù)路線，比如新能源巨頭特斯拉就采用了松下的鎳鈷鋁酸鋰三元鋰離子電池，就是所謂的NCA，在ModelS和ModelX上采用的是松下18650電池組，而最新的MODEL3采用了更大容量的21700圓柱體電池組。

(資料來源：海通證券《新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈系列深度報(bào)告》)

國內(nèi)的新能源汽車公司在早期源于成本問題，大多采用磷酸鐵鋰離子電池作為能量來源，如比亞迪等公司則為磷酸鐵鋰離子電池的主力廠商，推出了秦、唐、宋等眾多明星產(chǎn)品，而現(xiàn)如今由于國家關(guān)于續(xù)航里程等補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的提升，三元鋰離子電池市場份額在逐漸提升。

三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池誰能夠笑到最后？

(資料來源：日本鋰電知名研究機(jī)構(gòu)IIT)

國內(nèi)有關(guān)三元鋰離子電池和磷酸鋰離子電池的爭論非常激烈，誰將成為未來的技術(shù)主流？目前各廠商都在兩條不同的道路上探索。三元鋰電動力鋰電池在漏液、變形、燃燒和爆炸上的風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，但目前新能源公司都在電池管理系統(tǒng)上下足功夫（如過充保護(hù)OVP、過放保護(hù)UVP、過溫保護(hù)OTP、過流保護(hù)OCP等），也采用了高強(qiáng)度的鋁合金保護(hù)結(jié)構(gòu)，而許多電池廠商已經(jīng)在正極材料中加入硅鈦納米管、無溶劑PI粘合劑、固態(tài)電解質(zhì)等技術(shù)路線上取得不俗成就，大大降低了風(fēng)險(xiǎn)和成本。

比亞迪作為電池生產(chǎn)龍頭公司，一直在堅(jiān)持磷酸鐵鋰離子電池的技術(shù)路線，甚至還在開始在磷酸鐵鋰離子電池中加入錳元素，探索磷酸鐵錳鋰離子電池，突破了原有的能量密度限制，成本控制也非常優(yōu)秀，但是關(guān)于充電時(shí)間提出了新的挑戰(zhàn)。

更高的安全性和更大能量密度兩者是公司和科研人員要進(jìn)行同時(shí)追求的兩面，從新能源汽車的發(fā)展需求來看，三元鋰離子電池在逐步解決安全性之后，憑借更大的能量密度，在未來的較量中將取得一定的上風(fēng)。

結(jié)語

在與磷酸鐵鋰離子電池的競爭中，三元鋰離子電池的安全問題有待提升，這始終是盤桓在汽車公司腦海中的陰影，連特斯拉ModelX這樣的技術(shù)領(lǐng)先產(chǎn)品，也曾在國內(nèi)外多次發(fā)生電池組起火燃燒的事故。但從長遠(yuǎn)來看，三元鋰離子電池有著磷酸鐵鋰離子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(fā)展的未來，三元鋰離子電池解決掉安全和成本問題之后，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，這場大戰(zhàn)最快將于三年之內(nèi)見分曉，讓我們拭目以待吧！