三元 VS 磷酸鐵鋰，誰才是國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池界的“一哥”
發(fā)布時(shí)間：2021-04-15 14:19:58 點(diǎn)擊次數(shù)：162
提到磷酸鐵鋰，相信咱們并不陌生，但受限于其時(shí)的電池技能和國(guó)家補(bǔ)助方針，磷酸鐵鋰一直在新能源商用車和儲(chǔ)能范疇發(fā)光發(fā)熱。
近年來，是什么讓磷酸鐵鋰又從頭回到乘用車范疇，與三元爭(zhēng)“一哥”呢？下面，就讓咱們就來扒一扒這其間的原因。
什么是“磷酸鐵鋰”和“三元”？
兩款電池的的負(fù)極、電解液及隔閡等均類似，最大的區(qū)別在于正極資料，并以此取名。
三元電池有NCM和NCA兩類。NCA鎳鈷鋁電池，主要應(yīng)用于圓柱電池中，例如特斯拉。而國(guó)內(nèi)絕大部分車型都選用NCM鎳鈷錳電池。
三元常見的表達(dá)方式還會(huì)在NCM后加一串?dāng)?shù)字，例如NCM523、NCM811等，代表了鎳鈷錳在資猜中的大概份額。
兩款電池在功能上有何差別？
受結(jié)構(gòu)影響，磷酸鐵鋰和三元在功能方面各有好壞，咱們從咱們最關(guān)心的幾個(gè)點(diǎn)依次剖析：能量密度、快充功能、循環(huán)壽命、安全性、本錢。
能量密度：
關(guān)于用戶來講，續(xù)航路程是首要關(guān)注點(diǎn)。在其他因素相同時(shí)，能量密度越高，意味著續(xù)航路程越長(zhǎng)。
從電芯層面來講，三元電池能量密度更高。磷酸鐵鋰正極資料的額外電壓、理論比容量（mAh/g）均低于三元電池，且其能量密度已開發(fā)到“天花板”。
而三元NCM電池還能夠經(jīng)過進(jìn)步Ni元素份額，進(jìn)一步進(jìn)步實(shí)際比容量（mAh/g），進(jìn)步電芯能量密度。
快充功能：
快充時(shí)刻，尤其是低溫快充，作為限制電動(dòng)轎車開展的要害因素之一，也是改進(jìn)用戶用車體驗(yàn)的要害點(diǎn)。
理論上，三元電池有優(yōu)勢(shì)。其二維的鋰離子脫嵌通道與均衡的電解液規(guī)劃，使得在充放電過程中，鋰離子能夠在一張面上快速移動(dòng)脫嵌，充電速率自然就快了起來。
而磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)因其一維的鋰離子脫嵌通道，和側(cè)重高溫功能的電解液規(guī)劃，導(dǎo)致其鋰離子搬遷速率慢，尤其是低溫充電速率慢。這一特性直接影響了其在乘用車范疇的應(yīng)用。
循環(huán)壽命：
理論上，磷酸鐵鋰在壽命方面存在優(yōu)勢(shì)。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。
安全性：
磷酸鐵鋰電池在安全方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。其正極電壓低，不存在類似于三元的釋氧熱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，熱穩(wěn)定溫度能夠到達(dá)300℃以上，而三元電池在150-200℃左右。
經(jīng)濟(jì)性：
價(jià)格上，現(xiàn)在磷酸鐵鋰LiFePO4有顯著優(yōu)勢(shì)，原資料相對(duì)價(jià)格便宜，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)老練。
而想要降低三元NCM（LiNixCoyMn1-x-yO2）電池價(jià)格，鈷元素是要害。鈷主要是伴生礦，產(chǎn)量少且分布不均，全球鈷礦主要會(huì)集在剛果（金），澳大利亞、古巴等地，約占全球儲(chǔ)量的80%，2018上半年剛果（金）政局變化便造成鈷價(jià)大幅波動(dòng)，價(jià)格繼續(xù)高漲。
大略比較，磷酸鐵鋰要比三元價(jià)格便宜0.1~0.2元/Wh。關(guān)于一個(gè)50kWh電池包，僅電芯就可降本近0.5~1萬元。這對(duì)整車生產(chǎn)廠商和用戶都是一個(gè)不小的招引點(diǎn)。
簡(jiǎn)單說，三元在能量密度、快充速度方面有優(yōu)勢(shì)，磷酸鐵鋰在循環(huán)壽命、安全、經(jīng)濟(jì)性上有優(yōu)勢(shì)。
但在電動(dòng)轎車開展前期，電池包能量密度＜140Wh/kg，整車NEDC續(xù)航路程大多低于300km。其時(shí)影響電動(dòng)轎車開展的瓶頸在于續(xù)航路程，且有國(guó)家補(bǔ)助方針支持，可彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)性的不足，所以三元鋰電池是首選。
為什么磷酸鐵鋰重返乘用車范疇？
跟著國(guó)家新能源補(bǔ)助方針的退坡，新能源轎車要開始與傳統(tǒng)燃油車赤身奮斗，各整車生產(chǎn)廠商都面對(duì)巨大降本壓力。與此同時(shí)，磷酸鐵鋰電池被人詬病的能量密度和充電缺陷，也在跟著技能的開展得到改進(jìn)。
能量密度方面：跟著CTP（CelltoPACK），便是電芯直接集成為電池包技能的老練，更高效電池包集成、更低整車能耗，磷酸鐵鋰車型的續(xù)航，已有才能提升至400km乃至500km以上。
充電方面：跟著電芯快充、熱辦理、充電樁技能的開展，應(yīng)用于乘用車的磷酸鐵鋰電池也基本能夠做到與干流三元相同的快充速率。
本錢方面：國(guó)家補(bǔ)助方針退坡，NCM811電池雖降低了鈷含量降低本錢，但工藝復(fù)雜，現(xiàn)階段生產(chǎn)本錢較NCM523無顯著優(yōu)勢(shì)。此時(shí)本錢更低、壽命更長(zhǎng)的磷酸鐵鋰電池，自然被更多車企挑選，成為干流趨勢(shì)。
1）磷酸鐵鋰電池，充分發(fā)揮其在本錢、壽命及安全方面優(yōu)勢(shì)主打中低端的車型和運(yùn)營(yíng)車，續(xù)航在400km左右。
2）三元依賴于其高的能量密度、更快的快充速度、更長(zhǎng)的續(xù)航路程，主打中、高端車型，續(xù)駛路程≥500km。
依據(jù)商場(chǎng)端需求定位規(guī)劃，為用戶購(gòu)車提供了更多的挑選，不存在誰替代誰。相信本年一定陸續(xù)會(huì)有許多經(jīng)濟(jì)型的磷酸鐵鋰和高續(xù)航的三元車型上市。
至于特斯拉，在國(guó)內(nèi)大概率會(huì)選用CATL的磷酸鐵鋰電芯，而“cobalt free”是否是要進(jìn)一步減低三元電池中鈷元素含量，研發(fā)新一代電池，還耐人尋味，讓咱們拭目以待！
