鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1925次 | 2020年11月27日
三元鋰離子動(dòng)力電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)要更適合電動(dòng)汽車？
1.三元鋰離子動(dòng)力蓄電池：電池單體額定電壓/容量:3.75V/60Ah;電池模塊額定電壓/容量:18.75V/120Ah
2.磷酸鐵鋰電池：總標(biāo)稱容量62.5Ah，標(biāo)稱電壓320
從經(jīng)濟(jì)性和壽命以及充電時(shí)間上講這兩款電池哪個(gè)要合適一點(diǎn)？
這是一個(gè)很有趣的問題！電動(dòng)汽車在磷酸鐵鋰和三元電池技術(shù)路線之間的搖擺也側(cè)面反應(yīng)了企業(yè)和行業(yè)正逐步趨于成熟和理性階段。當(dāng)下各家電動(dòng)車企也都在權(quán)衡這個(gè)問題，充分的說明了一個(gè)產(chǎn)品定位的重要性！
首先，談電動(dòng)汽車我們繞不過的話題就是行業(yè)的歷史現(xiàn)狀。行業(yè)近幾年來發(fā)展迅猛，在資本、政策、補(bǔ)貼等多重BUFF加持之下，國內(nèi)掀起了轟轟烈烈的的汽車電動(dòng)化浪潮，目前國內(nèi)外電動(dòng)汽車企業(yè)普遍采用的電芯根據(jù)電化學(xué)成分來分主要有兩大類：磷酸鐵鋰電池（LFP）和三元鋰離子電池（NCM/NCA）。早期的電動(dòng)汽車大多采用磷酸鐵鋰電池，像早期的榮威e550、比亞迪秦等，后來隨著補(bǔ)貼政策跟電池能量密度掛勾（這也是至今為止作為電動(dòng)汽車高壓安全從業(yè)者的我耿耿于懷之處），外加純電動(dòng)汽車產(chǎn)品的發(fā)展，用戶對于純電續(xù)駛里程的要求以及三元鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展等，目前市面上大多數(shù)新能源乘用車型搭載的都是三元鋰離子電池。這無形中給人一種非常強(qiáng)烈的感覺，三元鋰離子電池才是電動(dòng)汽車的未來。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
磷酸鐵鋰電芯與三元鋰離子電芯對比
可事實(shí)真是如此的嗎？作為電動(dòng)汽車開發(fā)從業(yè)人員，一路見證了電動(dòng)汽車從磷酸鐵鋰一步步切換到三元，再逐漸考慮選擇磷酸鐵鋰的過程。這背后的邏輯大致可簡單羅列如下：
1、前補(bǔ)貼時(shí)代，選擇趨于狂熱
電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展極大程度上受到行業(yè)補(bǔ)貼政策的驅(qū)使，其中影響補(bǔ)貼最核心的兩項(xiàng)：純電續(xù)航里程及電池能量密度。在肉眼可見的乘用車狹小布置空間體積內(nèi)，如何最大化的選用大容量、高能量密度的電芯；如何最大化的利用好電池有限布置空間；如何最大化的減輕電池的重量等等，最終都指向同一方向，選用容量更高、能量密度更大的三元鋰離子電芯。
補(bǔ)貼政策的初衷是好的，但是往往在使用的過程中總會(huì)有一些變形。這也就造成了目前行業(yè)的一些亂象：盲目的追逐補(bǔ)貼帶來的紅利而忽視了產(chǎn)品開發(fā)本身應(yīng)當(dāng)遵循的流程和原則；大大縮短的產(chǎn)品驗(yàn)證開發(fā)驗(yàn)證周期；在技術(shù)條件不夠成熟的情況下犧牲安全性換取更高的能量密度等等。說實(shí)話，作為一個(gè)電動(dòng)汽車安全從業(yè)人員來說，對這些亂象真是看在眼里，急在心里！
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
隨著很多產(chǎn)品推入市場，各種起火、回收案例已經(jīng)在逐漸的在為之前的亂象買單了！
2、后補(bǔ)貼時(shí)代，選擇趨于理性
在補(bǔ)貼政策的推動(dòng)下，電動(dòng)汽車行業(yè)總體上是朝著好的方向發(fā)展的，不管是產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、供應(yīng)鏈體系的建立還是用戶認(rèn)知，行業(yè)的培育發(fā)展也到了一定的成熟度。隨著補(bǔ)貼政策的退坡，政策紅利逐漸減弱，不管是裸泳的還是仰泳的，不管身上幾斤幾兩都得拉出來過過稱。行業(yè)對于純電續(xù)航里程及電池能量密度的追求不再像之前那么狂熱。也逐步把技術(shù)開發(fā)重心放到真正做用戶需要的、企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品上。
話說到這兒，再回到LFP和NCM/A電池的差異上，猶如經(jīng)歷一場轟轟烈烈的山渣男之戀后，突然發(fā)現(xiàn)似乎原來看不上的老實(shí)人好像也挺招人喜歡的。在這個(gè)競爭白熱化，市場上一有電動(dòng)車輛起火事故就搞得草木皆兵的情況下，磷酸鐵鋰更高的安全性、更高的經(jīng)濟(jì)性、更好的循環(huán)壽命、自然而然被更多車企選擇，成為主流趨勢。
而以前LFP讓人詬病的能量密度，隨著市場用戶對自我真實(shí)使用場景和續(xù)航需求的認(rèn)知完善，隨著企業(yè)電動(dòng)汽車產(chǎn)品正向開發(fā)以最大程度合理利用車輛電池布置空間，以及比如比亞迪的刀片電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化、寧德時(shí)代CTP概念提升電池體積利用率的手段，弱化了磷酸鐵鋰在純電續(xù)航里程和能量密度的缺點(diǎn)。
磷酸鐵鋰電池與三元電池與用戶需求平衡對比圖轉(zhuǎn)自綠芯頻道
3、最終，決定權(quán)還是在市場和用戶手中
任何產(chǎn)品和技術(shù)都是服務(wù)于市場和用戶，沒人要的東西終將被淘汰，這是最基本的自然生存法則。作為企業(yè)來說，充分了解并把握市場和用戶的需求，開發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品，引導(dǎo)并供用戶選擇才是正道。況且目前市場用戶的需求還是比較明確的：續(xù)航、安全、可靠。那么，分解到當(dāng)下磷酸鐵鋰產(chǎn)品和三元產(chǎn)品層面，無外乎：
（1）針對平民車型、運(yùn)營車型、商用車型：優(yōu)選具有壽命、成本、安全性優(yōu)勢的磷酸鐵鋰電池；
（2）針對中、高端車型及主打差異化、品牌化的車型：優(yōu)選具有大容量、高能量密度、快充效率更高的三元鋰離子電池。
從中長期來看，從原材料和化學(xué)體系上突破磷酸鐵鋰和三元技術(shù)瓶頸才是正解，比如鋰空氣電池、鋰硫電池、固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展！
言而總之，回歸到最初的問題，"三元鋰離子動(dòng)力電池或者磷酸鐵鋰電池哪個(gè)跟適合電動(dòng)汽車？"就變成了"打算給誰造一款什么樣的電動(dòng)汽車？"，問題也就變得豁然開朗了不是！
在給出誰更合適的結(jié)論之前，先為大家介紹三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的不同：
三元鋰和磷酸鐵鋰都是動(dòng)力電池的正極材料，對電池能量密度有著決定性作用，所以在電池命名規(guī)則上，多以正極材料來命名，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的由來皆是如此。
國內(nèi)的新能源汽車企業(yè)，早期大多采用磷酸鐵鋰電池作為能量來源。
磷酸鐵鋰電池則是采用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，用鐵元素來做電池原料，一來成本低廉，二安全性較高。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵非常穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時(shí)也不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，擁有良好的安全性。因此，國內(nèi)的新能源汽車企業(yè)，早期大多采用磷酸鐵鋰電池作為能量來源。
三元鋰電池到底是哪三元？
三元鋰電池的"三元"指的是包含鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）或鋁（Al）三種金屬元素的聚合物，在三元鋰電池中做正極。三者缺一不可，在電池內(nèi)部發(fā)揮巨大的作用。
鎳：主要作用是提升電池的體積能量密度，是提升續(xù)航里程的主要突破口，但含量過多會(huì)導(dǎo)致鎳離子占據(jù)鋰離子位置（鎳氫混排），導(dǎo)致容量下降。
鈷：抑制陽離子的混排，用以提升穩(wěn)定性和延長電池的壽命，此外，也決定了電池的充放電速度和效率（倍率性能），但過高的鈷含量會(huì)導(dǎo)致實(shí)際容量降低。
鋁或錳：鈷是十分昂貴的稀有金屬成本高昂，錳或鋁的作用在于降低正極材料成本，同時(shí)提升電池的安全性和穩(wěn)定性。
三元鋰離子電池PK磷酸鐵鋰電池，誰更厲害？
如題主所問，兩者誰更適合電動(dòng)汽車？先來看看以下幾個(gè)維度的對比：
高溫安全性比較：
三元鋰電池的三元材料會(huì)在200℃時(shí)發(fā)生分解
磷酸鐵鋰電池的分解溫度在800℃，更不容易著火，安全性相對較高
低溫衰減性能比較：
三元鋰電池的低溫性能優(yōu)異，在-20℃條件下可保持正常電池容量的約70%~80%，磷酸鐵鋰電池在-20℃條件下只能保持正常電池容量的約50%~60%，顯然三元鋰電池更適應(yīng)北方低溫地區(qū)的使用條件
氣溫低于-10℃，磷酸鐵鋰電池衰減得非?？?，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
制造成本比較：
三元鋰電池所必需的鈷元素在我國儲(chǔ)量較少，大部分靠海外進(jìn)口，所以三元鋰電池的成本必然居高不下
磷酸鐵鋰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
能量密度比較：
三元鋰電池的能量密度較高，通過調(diào)節(jié)鎳、鈷、錳（或鋁）三種金屬元素比例，還有極大的提升空間
磷酸鐵鋰電池能量密度較低，基本已經(jīng)達(dá)到理論極致
能量密度、低溫性能，倍率性能等方面，三元鋰離子電池綜合性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，但是在穩(wěn)定性以及成本上，磷酸鐵鋰電池占據(jù)優(yōu)勢。在目前的應(yīng)用市場上，新能源客車的電池主要為磷酸鐵鋰電池，而三元鋰離子電池因其優(yōu)勢成為乘用車商業(yè)化首選。
在國家補(bǔ)貼新政對能量和續(xù)航提出更高要求后，在小型乘用車領(lǐng)域，三元鋰電池已經(jīng)全面取代磷酸鐵鋰電池。
裝同等重量的電池，磷酸鐵鋰電池可以行駛350公里，但是三元鋰電池可以行駛500公里。此外，三元鋰離子電池還可以通過不同的摩爾比，讓電池呈現(xiàn)不同的特性，如333體系（鎳鈷錳比例1：1：1）、523體系（鎳鈷錳比例為5：2：3）、622體系（天際ME7用的就是萬向622體系軟包電芯）、811體系等。其中，第一個(gè)數(shù)據(jù)鎳的占比越高，續(xù)航越高，但是成本更高，安全性也較低；最后的數(shù)據(jù)錳（或鋁）的比例越高，續(xù)航偏低，成本更低。
在高密度、高續(xù)航的背后，必須承擔(dān)鎳化學(xué)性能活潑帶來的安全隱患。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。在動(dòng)力電池的淘汰賽中，三元鋰電池的安全性提升是至關(guān)重要的命題，也是每一個(gè)新能源車企必須解決的核心問題。在天際ME7上，我們也用自己的方式實(shí)現(xiàn)關(guān)于電池安全的承諾。
電芯：萬向最新一代三元622體系軟包電芯
重量輕，容量大，安全性能好，電芯能量密度達(dá)258wh/kg
通過USABC針刺測試EUCAR2，實(shí)現(xiàn)不冒煙，不起火，不爆炸、不漏液
電芯符合國標(biāo)GB/T34013-2017和VDA標(biāo)準(zhǔn)模組，尺寸規(guī)范化
模組：采用VDA標(biāo)準(zhǔn)模組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)
模組生產(chǎn)為全新設(shè)計(jì)的自動(dòng)化產(chǎn)線，模組從上料、成組、焊接、下線檢測等均與設(shè)備自主完成，可有效的保證產(chǎn)品質(zhì)量及一致性
Pack：上海捷新的電池集成
具有主動(dòng)熱管理系統(tǒng)，低溫加熱充電、低溫行駛加熱、溫度均衡、高溫冷卻、系統(tǒng)保溫等功能，實(shí)現(xiàn)電池壽命和安全的最優(yōu)策略
電池系統(tǒng)具有電池狀態(tài)監(jiān)測，故障診斷處理、充放電保護(hù)、碰撞保護(hù)、絕緣保護(hù)，手動(dòng)斷電等多重安全保護(hù)
電池托架：陶瓷鋁合金高強(qiáng)度電池托架
強(qiáng)化劇烈碰撞情況下對動(dòng)力電池組的防護(hù)能力，輕量化設(shè)計(jì)優(yōu)化整車質(zhì)量
除此之外，我們還在積極探索和布局未來電池技術(shù)，比如更安全更高效的固態(tài)電池。天際汽車是同行業(yè)中率先布局固態(tài)電池技術(shù)的新能源整車企業(yè)，目前已和臺(tái)灣輝能簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，按照目前的技術(shù)研發(fā)迭代進(jìn)度，2021年天際汽車將在乘用車上逐步小批量使用固態(tài)電池，整車?yán)m(xù)航和安全能力將會(huì)得到極大提升。相信，屆時(shí)關(guān)于動(dòng)力電池的爭議，會(huì)涌現(xiàn)更多更好的答案。
最近看行業(yè)新聞，越看越不對勁，感覺當(dāng)下的動(dòng)力電池領(lǐng)域充斥著一股戾氣，非要讓三元和磷酸鐵鋰拼個(gè)你死我活，更是大有置三元于死地而后快的意思。
事實(shí)上，近些年，三元和磷酸鐵鋰在科研領(lǐng)域是各有所悟，在性能方面各有所精，在商業(yè)應(yīng)用上各有所得，就好比動(dòng)力電池有兩個(gè)兒子，一個(gè)功課好，一個(gè)體育好，成才了都能為社會(huì)做貢獻(xiàn)，功課好的將來可以當(dāng)科學(xué)家，體育好的可以當(dāng)運(yùn)動(dòng)員，如今你要說功課好的孩子體育不好或者體育好的孩子功課不好，因此他是個(gè)壞孩子，那可真的是太荒謬了。
簡單粗暴先回答問題：
磷酸鐵鋰適合：空間大，有條件裝大體積電池，要求安全性能高，需要長時(shí)間不間斷運(yùn)營的場景，比如商用車和儲(chǔ)能設(shè)施。
而三元適合：需要高能量密度，空間有限，客戶體驗(yàn)感要求高的場景，比如中高端乘用車。
分工明確。
以上圖為例，不同車型里能夠容納的電池體積差異肉眼可見
為什么這么說呢？
從結(jié)構(gòu)本質(zhì)上講，磷酸鐵鋰的優(yōu)勢在于：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、充放電循環(huán)壽命較長，但同時(shí)也存在能量密度低，充放電效率低，低溫表現(xiàn)不佳的問題。
相應(yīng)的，三元的能量密度高、充放電效率高，同時(shí)其也有不耐高溫的特性。
去年底，恒大做了個(gè)研究報(bào)告，影響人們買電動(dòng)車最主要原因是"續(xù)航里程"。當(dāng)時(shí)有個(gè)出租車司機(jī)拋出一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問題，我要接個(gè)50公里的訂單，而我只有30公里的電，我該怎么辦？
至少在目前這個(gè)階段，續(xù)航，還是純電車型用戶最關(guān)心的問題。
我們從頭展開開始說：
首先，尊重材料的本性
無論是磷酸鐵鋰還是三元作正極，電池的本質(zhì)都是一個(gè)一個(gè)的化學(xué)反應(yīng)，而化學(xué)元素的特性是與生俱來的，材料改性或者是電池內(nèi)部改變結(jié)構(gòu)，都必須遵循化學(xué)元素的天性。磷酸鐵鋰和三元就有這樣天生的基因不同。
先說磷酸鐵鋰：
如上圖，磷酸鐵鋰是典型的正交晶系，每一個(gè)晶胞含有四個(gè)單元，一個(gè)八面體FeO4分別和一個(gè)四面體PO4與兩個(gè)八面體LiO6共棱，另外一個(gè)四面體PO4又與兩個(gè)八面體LiO6共棱，這樣的結(jié)構(gòu)使得鋰離子在充放電時(shí)可以自由移動(dòng)。
而人們所熟知的磷酸鐵鋰的許多特性則是基于P-O共價(jià)鍵的強(qiáng)大，由于P-O共價(jià)鍵的鍵能很大，所以穩(wěn)定性很強(qiáng)，不容易分解，高溫或者過充都不會(huì)使其結(jié)構(gòu)崩塌。
正因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)難以破壞，共價(jià)鍵另一端的氧原子就會(huì)很老實(shí)，很難被氧化而釋放。這種化學(xué)本質(zhì)使得磷酸鐵鋰有很好的耐高溫性，電熱峰值可達(dá)500℃左右，沒有氧氣的釋放，自然著火的概率也低很多。
磷酸鐵鋰的另一個(gè)長處也是由其天生的特性決定的，在鋰離子脫嵌時(shí)，晶體不會(huì)發(fā)生重新排列，因此有著很好的可逆性與循環(huán)性，在1C/1C的充放電條件下，電壓保持正常范圍內(nèi)，普遍充放電可在3000次以上，電池容量還可以較長時(shí)間的維持在較高水平。
但沒有事物是完美的，磷酸鐵鋰也有自身的缺點(diǎn)，例如其結(jié)構(gòu)中相鄰的FeO6八面體通過共頂點(diǎn)連接，這種結(jié)構(gòu)使得其導(dǎo)電率低，鋰離子擴(kuò)散速度慢，充放電效率就受到影響。低溫環(huán)境下，材料活性降低，能夠發(fā)生移動(dòng)的鋰離子數(shù)量減少，因此磷酸鐵鋰在低溫情況表現(xiàn)不佳。
低溫續(xù)航一直是困擾純電車主的一個(gè)大問題，磷酸鐵鋰電池在零下20℃的時(shí)候只能保持50%~60%的電化學(xué)活性，三元在相同溫度下大概是保持70%~80%的活性。差別還是比較明顯的。
而影響磷酸鐵鋰能量密度的最重要的原因是其元素結(jié)構(gòu)造成克容量和電壓平臺(tái)偏低，且磷酸鐵鋰顆粒的本身不密實(shí)，導(dǎo)致其振實(shí)密度和壓實(shí)密度低，通俗的說，就是同等體積條件下，磷酸鐵鋰裝的少，自然容量就小，能量密度也就偏低。
以上的碎碎念只寫出了磷酸鐵鋰一些重要的特性，下面我一個(gè)理性的工科男想說一些感性的看法，這些天看到一些磷酸鐵鋰的支持者說能量密度又提高了，磷酸鐵鋰天下無敵了，我很無語，事實(shí)上，行業(yè)內(nèi)的共識(shí)是磷酸鐵鋰自身的能量密度已經(jīng)到了天花板，繼續(xù)大幅度向上已無可能。
或許到這里，有一些反對的聲音會(huì)出來，說人定勝天，材料改性可以改變這些劣勢，結(jié)構(gòu)改變可以彌補(bǔ)缺點(diǎn)。--Naive！
在我們的日常實(shí)驗(yàn)中，確實(shí)經(jīng)常會(huì)用到改性這個(gè)詞，通過實(shí)驗(yàn)手段來使材料進(jìn)化，使它更好的為我們所用，這是科學(xué)之于商業(yè)的意義。但是改性不是變性，是A變成A-PLUS，而不是A變成B。我們可以通過后天用磨具改變西瓜生長的形狀，方形、三角形都可以，但是無論如何也不能夠改變他是一個(gè)西瓜的客觀事實(shí)，再怎么改變西瓜也變不成蘋果。
如果各位看官能夠接受從物質(zhì)的本質(zhì)看待問題，那么也就很容易理解比亞迪刀片技術(shù)的本質(zhì)，其實(shí)和寧德時(shí)代CTP一樣，是通過去掉模組，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變的物理方法來提高能量密度，而不是基于底層化學(xué)突破。而物理方法無論對于磷酸鐵鋰還是三元的能量密度提升的功效都是一樣的，二者天生的差距依然在。
說個(gè)題外話，窄長如刀片的電芯形式解決了一個(gè)層面的問題，同時(shí)另一個(gè)問題也很突出：如果生產(chǎn)的一致性不行，故障率高，電池包的維修就將是個(gè)大問題。
所以從某種角度來說，讓磷酸鐵鋰用能量密度和三元做對比其實(shí)是一個(gè)偽命題，磷酸鐵鋰的長處不在于此，而我們要尊重材料的本性，順應(yīng)它的本性，而不是偏執(zhí)的逆天改命，只有這樣，才能夠?qū)⒉牧系奶匦园l(fā)揮到極致，創(chuàng)造更大的收益。
其次，揚(yáng)長避短
再說到三元。
三元復(fù)合正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料，這其中每個(gè)元素都發(fā)揮著重要作用，同時(shí)每個(gè)元素的特點(diǎn)也制約著電池性能。
Co能夠使鋰離子的脫嵌更加容易，提高材料的導(dǎo)電并提升放電循環(huán)性能，但是Co含量過高會(huì)導(dǎo)致成本較高，性價(jià)比低。Ni可以提高材料的可逆容量，但是如果它的含量太高，材料的循環(huán)性能就會(huì)變差。Mn可以提高材料安全性和穩(wěn)定性，含量過高則會(huì)降低材料克容量。
元素的這些復(fù)雜特性使得三元材料研究充滿了挑戰(zhàn)和樂趣，如何獲得最優(yōu)解，進(jìn)化的空間還很廣闊，而隨著研究的不斷深入，三種元素的配比在不斷的調(diào)整，配合的也越來越默契。
總體來說，三元材料的優(yōu)點(diǎn)也比較明顯，能量密度在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn)的技術(shù)路線中鮮有對手，Mn的結(jié)構(gòu)支撐作用很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)不容易坍塌，Ni能提高克容量，因此三元材料同體積重量的電池，天生就具有更多的電量。這就好像一個(gè)肌肉強(qiáng)健的運(yùn)動(dòng)選手，同樣體重下，比普通人擁有更強(qiáng)的力量。
三元材料的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)在于低溫性能，客觀的說，是由于磷酸鐵鋰的表現(xiàn)比較糟糕，才凸顯了三元的低溫表現(xiàn)。因?yàn)榱姿徼F鋰PO4極性太強(qiáng)，對Li束縛能力大，擴(kuò)散系數(shù)就低，而三元材料則沒有這個(gè)問題，因此在低溫環(huán)境下，充放電受到的影響較小。
當(dāng)然三元材料也有自己的缺點(diǎn)，元素本身不耐高溫，極端情況下會(huì)釋放氧分子，同時(shí)其自身的循環(huán)壽命也較磷酸鐵鋰有差距，由此可見三元也并不是全場景通吃。
熱穩(wěn)定性確實(shí)是三元材料的一個(gè)痛點(diǎn)，元素結(jié)構(gòu)使得其對氧的束縛低，這就需要在后天的電池設(shè)計(jì)中針對這個(gè)弱點(diǎn)加以特別關(guān)照，就好像車輛的保險(xiǎn)杠一樣，我們可以通過前文所說的各個(gè)安全維度增加保障力度。
我們這里可以得出兩個(gè)結(jié)論：
一關(guān)于安全：
因?yàn)殡姵厣a(chǎn)涉及工藝制造的門檻很高，做得好了，三元并非不安全，而做得不好，磷酸鐵鋰也并非絕對安全（官方數(shù)據(jù)表明：7%的鐵鋰電芯也有安全問題）。就目前來看，給三元提高安全性的手段要比給磷酸鐵鋰提高能量密度的手段要多，三元的安全性完全可以cover整車需求，并且隨著規(guī)?；慨a(chǎn)，成本在進(jìn)一步降低。
二關(guān)于能量密度：
三元的能量密度提升空間較大，無論是化學(xué)體系創(chuàng)新還是工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到盡頭，而磷酸鐵鋰從化學(xué)體系上已無提升空間，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新還有一定的余地，但不會(huì)顛覆三元的優(yōu)勢。
第三，讓市場做出選擇
首先，三元和磷酸鐵鋰的元素天性決定了他們各自有各自的領(lǐng)域。
三元的續(xù)航里程優(yōu)勢明顯，這是不爭的事實(shí)，當(dāng)初如果沒有三元，人們的里程焦慮就無法解決，沒有消費(fèi)者買單，新能源汽車的研究就永遠(yuǎn)只能停留在實(shí)驗(yàn)里。磷酸鐵鋰具有天生的高循環(huán)和耐高溫的特性，尤其是現(xiàn)在國家新基建中要用到的儲(chǔ)能，磷酸鐵鋰的各種特性完美匹配。
其次，尊重市場的選擇，讓市場作決定。電化學(xué)反應(yīng)是基礎(chǔ)，做成產(chǎn)品則有另一套商業(yè)邏輯，最終能不能讓消費(fèi)者從兜里掏出錢來買，取決于商品的價(jià)值屬性。
當(dāng)下的市場中，磷酸鐵鋰的回潮，是整車廠出于補(bǔ)貼退坡期成本的考慮，磷酸鐵鋰相對于鎳、鈷等，采購成本較低，因此價(jià)格上更便宜，在新能源汽車銷量斷崖式下跌的情況下，打價(jià)格牌也在情理之中。當(dāng)然，我們同時(shí)也看到，三元材料在向低鈷發(fā)展，以及隨著規(guī)模效應(yīng)的逐步顯現(xiàn)，成本也在逐步下降。
只有一點(diǎn)是確定的，就是技術(shù)路線適合不適合市場，會(huì)通過消費(fèi)終端的認(rèn)可度來反應(yīng)，性價(jià)比不高的技術(shù)一定會(huì)被市場淘汰，而不是被專家或廠家淘汰。
最后，無論是三元還是磷酸鐵鋰，我們研究電池的，最終目標(biāo)都很一致：早日實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車取代燃油車，實(shí)現(xiàn)可再生能源一統(tǒng)江湖。所以，繼續(xù)努力，前途可期：）
從能量密度和安全性綜合來看，綜合性能更好的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池成為了電動(dòng)車動(dòng)力電池的主流，不過這兩種電池在自身特點(diǎn)上也存在顯著差異。
電池能量密度
三元鋰>磷酸鐵鋰
評價(jià)電池性能好壞最關(guān)鍵的指標(biāo)就是電池能量密度，電池能量密度的概念和其他物質(zhì)密度的概念一樣，簡單來說就是單位重量或體積下電池含有的電能。
打個(gè)比方，兩塊同樣大小和重量的礦石，一種含雜質(zhì)較多，一種含量高，那么毫無疑問含量高的顯然更值錢。
電池的能量密度和礦石的含量一樣，相同體積或重量下，能量密度越高提供的電能也就越多，續(xù)航相對也越長，提高電池能量密度等于增加了車輛續(xù)航。
磷酸鐵鋰電池（LFP）是用磷酸鐵鋰作正極材料的鋰離子電池，三元鋰電池則是一種以鎳鈷元素作為正極材料，以錳鹽或鋁鹽來穩(wěn)定化學(xué)架構(gòu)的鋰電池，主要有NCM（鎳鈷錳）和NCA（鎳鈷鋁）。
受制于化學(xué)特性，磷酸鐵鋰電池的電壓平臺(tái)低，磷酸鐵鋰電池的能量密度大概在140Wh/kg左右。而三元鋰電池電壓高，能量密度基本為240Wh/kg。也就是說，在相同電池重量下，三元鋰的能量密度是磷酸鐵鋰材料能量密度的1.7倍。
毫無疑問，在能量密度上三元鋰電池優(yōu)勢明顯，不過不同"配方"的三元鋰電池它的能量密度也會(huì)有差異（鎳、鈷、錳/鋁三者不同比例）。
特斯拉使用的21700NCA三元鋰電池電芯的能量密度高達(dá)260Wh/kg，是目前的量產(chǎn)電動(dòng)車?yán)镒罡叩模逆団掍X比例為8:1.5:0.5，屬于"高鎳電池"。
在NCM電池中，按照鎳鈷錳三者含量的不同，可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811（數(shù)字代表鎳鈷錳的比例）。
按照目前的對電池續(xù)航里程的要求，高鎳的NCM811是重點(diǎn)突破方向。因?yàn)殡S著鎳元素含量的升高，三元正極材料的比容量逐漸升高，電芯的能量密度也會(huì)隨之提高。
但是從表格來看，兩種NCA811和NCM811中顯然前者性能更優(yōu)秀，那到底該走NCA路線，還是走NCM路線？
其實(shí)選擇不難，鎳鈷鋁電池對制作工藝要求高、成本高且技術(shù)掌握在日韓手中，另一方面容易在較高溫度的情況下導(dǎo)致熱失控。
鎳鈷錳電池的續(xù)航表現(xiàn)不如鎳鈷鋁電池，但好處是含錳三元體系熱穩(wěn)定性更佳更為安全，所以國內(nèi)主要研發(fā)鎳鈷錳電池。
安全性
磷酸鐵鋰>三元鋰
磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的，電熱峰值大于350℃，當(dāng)電池溫度處于500-600℃高溫時(shí)，其內(nèi)部化學(xué)成分才開始分解。
三元鋰電池的熱穩(wěn)定性較差，300℃左右就開始分解，因此對電池管理系統(tǒng)的要求非常高，需要防過溫保護(hù)裝置和電池管理系統(tǒng)來保護(hù)電池的安全。所以在高溫條件，磷酸鐵鋰的安全性相對較高。
低溫性能
三元鋰>磷酸鐵鋰
冬天電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程衰減已經(jīng)是司空見慣了，磷酸鐵鋰電池的低溫性能要劣于三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池溫度使用下限值-20℃，且低溫環(huán)境下放電性能差，在0℃時(shí)的容量保持率約60～70%，-10℃時(shí)為40～55%，-20℃時(shí)為20～40%。三元鋰電池低溫溫度使用下限值-30℃，低溫放電性能好，和磷酸鐵鋰電池相同低溫條件下，冬季時(shí)里程衰減不到15%，明顯高于磷酸鐵鋰電池。
當(dāng)然，為了避免出現(xiàn)明顯的里程衰減現(xiàn)象，大多數(shù)車輛現(xiàn)在都有相應(yīng)的熱管理來保證電動(dòng)車冬季性能。
壽命
磷酸鐵鋰>三元鋰
電池壽命就是電池在多次完全充放電后的電量衰減，一般電動(dòng)車電池充滿后衰減到原有80%電量就代表電池該換了。
磷酸鐵鋰電池的完全充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后電量才會(huì)衰減到原有的80%。也就是說如果每天充放電一次，磷酸鐵鋰電池也要將近10年才出現(xiàn)明顯衰減現(xiàn)象。
而三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池壽命短一些，完全充放電循環(huán)大于2000次會(huì)開始出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，也就是大概在6年的時(shí)間，當(dāng)然通過電池管理和車輛電控系統(tǒng)也可以稍微延長一點(diǎn)電池壽命，但是也只能是稍加延緩。
當(dāng)然，電動(dòng)車電池是由多個(gè)單體電池串并而成，其工作狀態(tài)類似木桶效應(yīng)，一只木桶能盛多少水，并不取決于最長的那塊木板，而是取決于最短的那塊木板。電池組類似，只有在電池性能高度一致時(shí)，壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。
成本
三元鋰>磷酸鐵鋰
在電池成本上，磷酸鐵鋰電池也有巨大優(yōu)勢，它沒有貴重金屬（鎳鈷金屬元素），所以在生產(chǎn)成本上較低。
三元鋰電池使用了鎳鈷錳多種材料，并且高鎳電池的生產(chǎn)需要比較嚴(yán)格的工藝環(huán)境，目前成本比較高。
并且經(jīng)過這幾年的開發(fā)，作為關(guān)鍵材料鋰、鈷等金屬資源開始吃緊，尤其是金屬鈷，它的價(jià)格一路飛漲，報(bào)價(jià)在20萬元/噸以上。而一噸電解鎳的價(jià)格，目前也就11萬出頭。所以也倒逼著電池企業(yè)往811路線，提升鎳的含量，降低鈷的含量，也能帶來成本的降低。
三元鋰和磷酸鐵鋰之爭
從電池能量密度、低溫性能、安全性、使用壽命以及成本來看，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是各有優(yōu)勢，有點(diǎn)難分難解，也導(dǎo)致動(dòng)力鋰電池正極材料技術(shù)路線出現(xiàn)分化。
以特斯拉為代表的企業(yè)最早采用三元鋰電池，續(xù)航優(yōu)勢明顯。而比亞迪一直是磷酸鐵鋰路線的代表者和堅(jiān)持者，認(rèn)為磷酸鐵鋰安全性最好。不過隨著比亞迪從磷酸鐵鋰電池轉(zhuǎn)變?yōu)槿囯姵貋砜矗@然這兩種電池路線的爭論也已經(jīng)落下了帷幕。
但是注意，乘用車采用三元鋰電池并不代表磷酸鐵鋰電池就此淘汰，套用李想的一句話就是，磷酸鐵鋰屬于大巴，三元鋰電屬于乘用車，固態(tài)電池屬于未來。
