三元 VS 磷酸铁锂，谁才是国内动力电池界的“一哥”
发布时间：2021-04-15 14:19:58 点击次数：180
提到磷酸铁锂，相信咱们并不陌生，但受限于其时的电池技能和国家补助方针，磷酸铁锂一直在新能源商用车和储能范畴发光发热。
近年来，是什么让磷酸铁锂又从头回到乘用车范畴，与三元争“一哥”呢？下面，就让咱们就来扒一扒这其间的原因。
什么是“磷酸铁锂”和“三元”？
两款电池的的负极、电解液及隔阂等均类似，最大的区别在于正极资料，并以此取名。
三元电池有NCM和NCA两类。NCA镍钴铝电池，主要应用于圆柱电池中，例如特斯拉。而国内绝大部分车型都选用NCM镍钴锰电池。
三元常见的表达方式还会在NCM后加一串数字，例如NCM523、NCM811等，代表了镍钴锰在资猜中的大概份额。
两款电池在功能上有何差别？
受结构影响，磷酸铁锂和三元在功能方面各有好坏，咱们从咱们最关心的几个点依次剖析：能量密度、快充功能、循环寿命、安全性、本钱。
能量密度：
关于用户来讲，续航路程是首要关注点。在其他因素相同时，能量密度越高，意味着续航路程越长。
从电芯层面来讲，三元电池能量密度更高。磷酸铁锂正极资料的额外电压、理论比容量（mAh/g）均低于三元电池，且其能量密度已开发到“天花板”。
而三元NCM电池还能够经过进步Ni元素份额，进一步进步实际比容量（mAh/g），进步电芯能量密度。
快充功能：
快充时刻，尤其是低温快充，作为限制电动轿车开展的要害因素之一，也是改进用户用车体验的要害点。
理论上，三元电池有优势。其二维的锂离子脱嵌通道与均衡的电解液规划，使得在充放电过程中，锂离子能够在一张面上快速移动脱嵌，充电速率自然就快了起来。
而磷酸铁锂结构因其一维的锂离子脱嵌通道，和侧重高温功能的电解液规划，导致其锂离子搬迁速率慢，尤其是低温充电速率慢。这一特性直接影响了其在乘用车范畴的应用。
循环寿命：
理论上，磷酸铁锂在寿命方面存在优势。其橄榄石晶体结构更稳定，膨胀更低、电化学反应更稳定。
安全性：
磷酸铁锂电池在安全方面具有无可比拟的优势。其正极电压低，不存在类似于三元的释氧热链式反应，热稳定温度能够到达300℃以上，而三元电池在150-200℃左右。
经济性：
价格上，现在磷酸铁锂LiFePO4有显着优势，原资料相对价格便宜，国内产业链相对老练。
而想要降低三元NCM（LiNixCoyMn1-x-yO2）电池价格，钴元素是要害。钴主要是伴生矿，产量少且分布不均，全球钴矿主要会集在刚果（金），澳大利亚、古巴等地，约占全球储量的80%，2018上半年刚果（金）政局变化便造成钴价大幅波动，价格继续高涨。
大略比较，磷酸铁锂要比三元价格便宜0.1~0.2元/Wh。关于一个50kWh电池包，仅电芯就可降本近0.5~1万元。这对整车生产厂商和用户都是一个不小的招引点。
简单说，三元在能量密度、快充速度方面有优势，磷酸铁锂在循环寿命、安全、经济性上有优势。
但在电动轿车开展前期，电池包能量密度＜140Wh/kg，整车NEDC续航路程大多低于300km。其时影响电动轿车开展的瓶颈在于续航路程，且有国家补助方针支持，可弥补经济性的不足，所以三元锂电池是首选。
为什么磷酸铁锂重返乘用车范畴？
跟着国家新能源补助方针的退坡，新能源轿车要开始与传统燃油车赤身奋斗，各整车生产厂商都面对巨大降本压力。与此同时，磷酸铁锂电池被人诟病的能量密度和充电缺陷，也在跟着技能的开展得到改进。
能量密度方面：跟着CTP（CelltoPACK），便是电芯直接集成为电池包技能的老练，更高效电池包集成、更低整车能耗，磷酸铁锂车型的续航，已有才能提升至400km乃至500km以上。
充电方面：跟着电芯快充、热办理、充电桩技能的开展，应用于乘用车的磷酸铁锂电池也基本能够做到与干流三元相同的快充速率。
本钱方面：国家补助方针退坡，NCM811电池虽降低了钴含量降低本钱，但工艺复杂，现阶段生产本钱较NCM523无显着优势。此时本钱更低、寿命更长的磷酸铁锂电池，自然被更多车企挑选，成为干流趋势。
1）磷酸铁锂电池，充分发挥其在本钱、寿命及安全方面优势主打中低端的车型和运营车，续航在400km左右。
2）三元依赖于其高的能量密度、更快的快充速度、更长的续航路程，主打中、高端车型，续驶路程≥500km。
依据商场端需求定位规划，为用户购车提供了更多的挑选，不存在谁替代谁。相信本年一定陆续会有许多经济型的磷酸铁锂和高续航的三元车型上市。
至于特斯拉，在国内大概率会选用CATL的磷酸铁锂电芯，而“cobalt free”是否是要进一步减低三元电池中钴元素含量，研发新一代电池，还耐人寻味，让咱们拭目以待！
