三元 VS 磷酸鐵鋰，誰才是國內(nèi)動力電池界的“一哥”
發(fā)布時(shí)間：2021-02-18 10:46:29 點(diǎn)擊次數(shù)：186
說到磷酸鐵鋰，我相信每個(gè)人都不陌生，但受當(dāng)時(shí)的電池技術(shù)和國家補(bǔ)貼政策的限制，磷酸鐵鋰在新能源商用車和儲能領(lǐng)域始終是奪目的。
近年來，是什么使磷酸鐵鋰返回乘用車領(lǐng)域以及三元爭“一哥”？接下來，讓我們看一下緣故。
什么是“磷酸鐵鋰”和“三原”？
兩個(gè)電池的陰極，電解質(zhì)和隔膜相像。最大的區(qū)別在于正極材料，以其定名。
三元電池有兩種種類，NCM和NCA。NCA鎳鈷鋁電池，主要用以圓柱電池，如特斯拉。大多數(shù)國內(nèi)型號用到NCM鎳鈷錳電池。
三元數(shù)的通用表達(dá)式還在ncm之后添加了一系列數(shù)字，例如NCM523，NCM811等，它們表示材料中鎳，鈷和錳的大概百分比。
兩塊電池之間的性能有何區(qū)別？
受構(gòu)造的影響，磷酸鐵鋰和三元在性能方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。我們將從每個(gè)人最關(guān)懷的出發(fā)點(diǎn)展開分析：能量密度，快速充電性能，循環(huán)壽命，安全性，成本。
能量密度：
對于用戶而言，電池壽命是首要考慮因素。當(dāng)其他因素相同時(shí)，能量密度越高，續(xù)航時(shí)間越長。
就電池單元而言，三元電池具有更高的能量密度。正極材料磷酸鐵鋰的額定電壓和理論比容量（mAh/g）小于三元電池，其能量密度已發(fā)展到“上限”。
sanyuanNCM電池還可以增加Ni元素的百分比，以更進(jìn)一步增加實(shí)際上比容量（mAh/g）并增加電池能量密度。
快速充電性能：
快速充電時(shí)間，特別是低溫快速充電，是制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，也是改善用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵。
從理論上講，三元電池具有優(yōu)勢，它的二維鋰離子去嵌入通道和平衡的電解質(zhì)設(shè)計(jì)使鋰離子在充電和放電期間可以在一個(gè)表面上快速移動和去嵌入，并且充電速率會自然增加。
磷酸鐵鋰構(gòu)造具有一維鋰離子去嵌入通道和專注于高溫性能的電解質(zhì)設(shè)計(jì)，造成鋰離子遷移速率降低，尤為是低溫充電速率降低。影響其在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用。
循環(huán)壽命：
從理論上講，磷酸鐵鋰具有使用壽命優(yōu)勢，其橄欖石晶體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，膨脹更低，電化學(xué)反應(yīng)更穩(wěn)定。
安全：
磷酸鐵鋰電池具有無與倫比的安全性優(yōu)勢，它的正極電壓低，從未類似于三元的釋氧熱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，熱穩(wěn)定溫度可以達(dá)到300℃以上，而三元電池約為150-200℃。
經(jīng)濟(jì)：
在價(jià)格上，磷酸鐵鋰LiFePO4目前具有顯著的優(yōu)勢，原料相對低廉，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟。
如果要降低三元NCM（LiNixCoyMn1-x-yO2）的電池價(jià)格，則鈷元素是關(guān)鍵。鈷主要與產(chǎn)量低，分布不均的礦石有關(guān)。全世界鈷礦石主要集中在剛果（澳大利亞），古巴，剛果等地方，約占世界儲量的80％。2018年上半年金（金）政治情勢的變化造成鈷價(jià)大幅波動，價(jià)格繼續(xù)上漲。
大概的比較，磷酸鐵鋰比三元的價(jià)格低價(jià)0.1?0.2元/wh，對于一個(gè)50kwh的電池組，單是電池就能降低成本近50,000至10,000元，這對于整車制造商和用戶。
簡而言之，三元具有能量密度高和充電速度快的優(yōu)點(diǎn)，磷酸鐵鋰具有循環(huán)壽命，安全性和經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)點(diǎn)。
但是，在電動汽車發(fā)展的初期，電池組的能量密度小于140wh/kg，汽車NEDC的續(xù)航里程大都小于300km，這時(shí)的瓶頸影響了發(fā)展電動汽車的續(xù)航里程是在此范圍內(nèi)，在國家補(bǔ)貼政策的支持下，它可以補(bǔ)救經(jīng)濟(jì)上的缺乏，因此三元鋰電池是首選。
為什么磷酸鐵鋰返回乘用車領(lǐng)域？
隨著國家新能源補(bǔ)貼政策的衰落，新能源汽車期望與傳統(tǒng)燃料汽車開展抗?fàn)?，所有汽車制造商都遭遇著降低成本的龐大壓力，與此同時(shí)，@nz批評的能源密度和充電弱點(diǎn)隨著技術(shù)的發(fā)展@也獲取了改善。
在能量密度方面：通過CTP（CelltoPACK），將電池單元直接集成到電池組中的技術(shù)日益成熟，電池組集成效率更高，車輛能耗更低，磷酸鐵鋰車輛電池壽命增加了容量到400公里，甚至超過500公里。
在充電方面：隨著電池快速充電，熱管理和充電樁技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于乘用車的磷酸鐵鋰電池基本上可以達(dá)到與主流三元相同的快速充電速率。
在成本方面：國家補(bǔ)貼政策有所降低。盡管NCM811電池減小了鈷的含量并降低了成本，但過程繁復(fù)，并且當(dāng)前的生產(chǎn)成本從未NCM523顯著的優(yōu)勢。更低的成本和更長的使用壽命，越來越多的汽車公司自然選擇了它，并已成為一種主流趨向。
1）磷酸鐵鋰電池，充分發(fā)揮其在成本，壽命和安全性方面的優(yōu)勢，專注于低端和低端車型以及操作車輛，電池壽命約為400km。
2）三元倚賴其高能量密度，更快的快速充電速度和更長的續(xù)航里程。它專注于續(xù)航里程≥500km的中高端車型。
根據(jù)市場需要定位藍(lán)圖，它為用戶提供了更多的購車選擇，并且從未替代者。我相信今年市場上將會有許多經(jīng)濟(jì)的磷酸鐵鋰和高耐用性三元模型。
至于特斯拉，CATL的磷酸鐵鋰電芯可能會在中國被使用，“cobalt free”是不是更進(jìn)一步降低三元電池中的鈷含量并開發(fā)下一代電池仍令人癡迷。讓我們等著看！
