淺析車載磷酸鐵鋰電池

電池是電動(dòng)汽車的核心部件，也是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的最大瓶頸。目前電動(dòng)汽車所采用的動(dòng)力電池絕大多數(shù)都是鋰電池，僅有一部分低速電動(dòng)汽車采用了鉛酸電池。鋰電池由斯坦利·威廷漢發(fā)明，經(jīng)約翰·B·古迪納夫完善，吉野彰則解決了批量生產(chǎn)的問題，這三位科學(xué)家的研究共同促成了實(shí)用化鋰電池的誕生，他們也因此在2019年共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

2019年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了三位在鋰電池研發(fā)中做出了突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。

鋰電池是一個(gè)大的分類，電動(dòng)汽車上采用的鋰電池是以鋰離子化合物作為正極材料的鋰離子電池，比如磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池等等。每一種鋰電池都具備自己的特性：

磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好，但是能量密度低、低溫性能差；三元鋰電池能量密度高、低溫性能好，但是安全性能一般；錳酸鋰電池成本低、安全性能好，但是壽命比較短。

鋰電池的研發(fā)工作中很重要的一部分就是尋找更高效、更安全的正極材料，但是科學(xué)家暫時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)比較完美的鋰電池，車企和電池廠只能綜合評(píng)估作出取舍。

這么多年以來，電池的結(jié)構(gòu)基本保持一致，但是材料有了很大的變化。不同的材料賦予了電池不同的特性。

在前幾年，三元鋰電池占據(jù)了絕對(duì)的主流。當(dāng)時(shí)的新能源補(bǔ)貼與電池包的能量密度掛鉤，三元鋰電池能量密度較高，能夠獲得更多補(bǔ)貼。在政策的驅(qū)動(dòng)下，三元鋰電池很快占據(jù)了市場(chǎng)，就連一直深耕磷酸鐵鋰電池技術(shù)的比亞迪也不得不全面換裝三元鋰電池。

不過，從去年開始形勢(shì)又出現(xiàn)了變化，采用磷酸鐵鋰電池的新車逐漸多了起來。比亞迪、上汽、北汽新能源、五菱宏光等國內(nèi)主要的新能源廠商都開始采用磷酸鐵鋰電池，甚至特斯拉也推出了磷酸鐵鋰電池版的Model 3。造成這個(gè)變化的原因有三點(diǎn)：

一、電動(dòng)汽車自燃事故頻發(fā)，其中絕大部分出事的車輛都采用了三元鋰電池，而去年的幾次針刺試驗(yàn)非常直觀地說明了磷酸鐵鋰電池的安全性強(qiáng)于三元鋰電池。隨著新車?yán)m(xù)航里程的提升，安全性能已經(jīng)取代里程焦慮成為了消費(fèi)者在購買電動(dòng)汽車時(shí)最大的痛點(diǎn)。

和磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池的安全性要稍差一些。

二、新能源補(bǔ)貼政策不再引導(dǎo)車企使用高能量密度的電池，同時(shí)補(bǔ)貼額度也大幅降低。從成本的角度來看，磷酸鐵鋰電池更加便宜。在續(xù)航滿足要求的前提下，采用磷酸鐵鋰電池能降低售價(jià)、拉低門檻。特斯拉Model 3、小鵬P7都是給入門款車型配備了磷酸鐵鋰電池。

三元鋰電池的正極材料包括鎳、鈷、錳，其中鈷的價(jià)格非常高。為了降低成本，特斯拉和蜂巢能源等廠商都在研發(fā)無鈷電池。

三、隨著CTP技術(shù)的發(fā)展成熟，磷酸鐵鋰電池的能量密度短板能夠得到有效的彌補(bǔ)，可以滿足新款電動(dòng)汽車的性能需求。以往的電池都是電芯組成電池模塊，再由電池模塊組成電池包。

CTP（即Cell to Pack）技術(shù)跳過了電池模組這一步，直接由電芯直接組成電池包，省去了很多外殼、結(jié)構(gòu)件、連接件的重量，從而提升了電池包的能量密度。比亞迪的刀片電池就是一種CTP電池，而小鵬P7的磷酸鐵鋰電池包也采用了寧德時(shí)代的CTP技術(shù)。

未來磷酸鐵鋰電池是否會(huì)完全取代三元鋰電池？我想這是不可能的。目前的磷酸鐵鋰電池可以滿足500 km級(jí)別的續(xù)航需求，但是高端車型的續(xù)航里程將會(huì)達(dá)到800～1 000 km，只有高能量密度的三元鋰電池才能夠支持。

三元鋰電池的安全問題比較難解決，但是并非不能解決，幾家電池大廠完全有能力生產(chǎn)出既安全又高能的三元鋰電池，只是成本會(huì)比較高。所以在未來幾年，中低端車型當(dāng)中磷酸鐵鋰電池的比例會(huì)增加，高端車型主要還是會(huì)采用三元鋰電池。

對(duì)于普通消費(fèi)者來說三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池應(yīng)該怎么選？我只能說它們都不是完美的選擇，但也都能讓你放心使用。我們不必對(duì)三元鋰電池的安全性過于擔(dān)心，大廠的電池質(zhì)量還是有保障的，電動(dòng)汽車自燃的概率比燃油車還低；

我們也不對(duì)磷酸鐵鋰電池的冬季續(xù)航感到焦慮，在我們的實(shí)測(cè)中，采用磷酸鐵鋰電池的比亞迪漢EV是表現(xiàn)最好的車型之一。在接下來幾年的市場(chǎng)上，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池將長(zhǎng)期共存，這種共存的情況應(yīng)該會(huì)一直持續(xù)到固態(tài)電池、鋰硫電池等新技術(shù)發(fā)展成熟之后。

編輯：jq