新能源汽車的動力電池可以分為二次電池（包括鉛酸電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰電池）和燃料電池。

本期我們繼續(xù)將其細(xì)化，從鋰電池的分類入手，解析目前市場上動力電池的主流技術(shù)路線。

首先糾正一個概念，鋰電池按照正負(fù)極使用的材料不同，通常分兩大類 ：

鋰金屬電池，也就是使用二氧化錳為正極材料，金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料的電池；鋰離子電池，使用鋰合金金屬氧化物為正極材料，石墨為負(fù)極材料電池。

鋰金屬電池其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電，所以不屬于二次電池。對于新能源汽車來講，我們平時說的鋰電池，就是指鋰離子電池。

我們來看看鋰離子電池的工作原理，如下圖：

鋰離子電池主要由正極（含鋰化合物），負(fù)極（碳素材料），電解液，隔膜四個部分組成：

電池充電時，正極上鋰原子電離成鋰離子和電子（脫嵌），鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到負(fù)極，得到電子，被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中（插入）；

電池放電時，嵌在負(fù)極碳層中的鋰原子，失去電子（脫插）成為鋰離子，通過電解液，又運(yùn)動回正極（嵌入）；

鋰電池的充放電過程，也就是鋰離子在正負(fù)極間不斷嵌入和脫嵌的過程，同時伴隨著等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。鋰離子數(shù)量越多，充放電容量就越高。

如果長時間保持在高電壓下，磷酸鋰對全部充電條件的耐受性更強(qiáng)，并且比其他鋰離子系統(tǒng)的應(yīng)力更小。缺點(diǎn)是，較低的3.2V電池標(biāo)稱電壓使得比能量低于鈷摻雜鋰離子電池。對于大多數(shù)電池來說，低溫會降低性能，升高儲存溫度會縮短使用壽命，磷酸鋰也不例外。磷酸鋰具有比其他鋰離子電池更高的自放電，這可能會引起老化進(jìn)而帶來均衡問題，雖然可以通過選用高質(zhì)量的電池或使用先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)來彌補(bǔ)，但這兩種方式都增加了電池組的成本。電池壽命對制造過程中的雜質(zhì)非常敏感，不能承受水分的摻雜，由于水分雜質(zhì)的存在有些電池最短壽命只有50個循環(huán)。圖9總結(jié)了磷酸鋰的屬性。

常用磷酸鋰代替鉛酸起動蓄電池。四個串聯(lián)電池產(chǎn)生12.80V，與六個2V鉛酸電池串聯(lián)的電壓相似。車輛將鉛酸充電至14.40V（2.40V/電池）并保持浮充狀態(tài)。浮充的用意在于保持完全充電水平并防止鉛酸電池硫酸化。

通過串聯(lián)四個磷酸鋰電池，每個電池的電壓均為3.60V，這是正確的滿充電電壓。此時，應(yīng)該斷開充電，但駕駛時繼續(xù)充電。磷酸鋰容忍一些過度充電; 然而，由于大多數(shù)車輛在長途旅行中長時間保持電壓在14.40V，可能會增加磷酸鋰電池的機(jī)械應(yīng)力。時間會告訴我們磷酸鋰作為鉛酸電池的替代品能夠承受多長時間的過充電。低溫也會降低鋰離子的性能，可能會影響極端情況下的起動能力。

因正極材料不同，鋰離子電池主要分為：磷酸鐵鋰（LFP），鎳酸鋰（LNO），錳酸鋰（LMO），鈷酸鋰（LCO），以及鎳鈷錳酸三元鋰（NCM）、鎳鈷鋁酸三元鋰（NCA），負(fù)極材料主要采用石墨碳材料。

各類型的化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)以及主要性能比較如下：

技術(shù)路線

基于上表，我們來理一理不同類型鋰電池在市場的應(yīng)用情況。

先說說鈷酸鋰，作為鋰電池的鼻祖，當(dāng)然也可能是作為動力電池先試試水，最先用在特斯拉Roadster上，但由于其循環(huán)壽命和安全性都較低，事實證明其并不適用作為動力電池。為了彌補(bǔ)這個缺點(diǎn)，特斯拉運(yùn)用了號稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來保證電池的穩(wěn)定性。鈷酸鋰目前在3C領(lǐng)域的市場份額很大。

第二是錳酸鋰電池，主要最先由電池企業(yè)AESC提出，這個AESC來頭可不小，是日產(chǎn)和日本電氣股份有限公司（NEC）的合資。錳酸鋰代表車型是為日產(chǎn)聆風(fēng)，由于其價格低，能量密度中等，安全性也一般，具有所謂的較好綜合性能。所謂成也蕭何敗也蕭何，也是正因為這種不溫不火的特性，其逐步被新的技術(shù)所替代。

接著是磷酸鐵鋰，作為比亞迪的主打，其穩(wěn)定好，壽命長，且具有成本優(yōu)勢，特別適用于需要經(jīng)常充放電的插電式混合動力汽車，但其缺點(diǎn)是能量密度一般。

最后是三元鋰電池，作為冉冉升起的新星，能量密度可達(dá)最高，但安全性相對較差。對于續(xù)航里程有要求的純電動汽車，其前景更廣，是目前動力電池主流方向。

下圖是今年7月特斯拉發(fā)布的MODEL 3，采用松下的21700型的三元（NCA）圓柱形的電池。

其實，動力電池市場上，存在著中日韓三國巨頭的技術(shù)路線之爭，它們都在招兵買馬，拓展疆土，搶奪山頭，上演著所謂的“三國演義”。我們下期文章將會重點(diǎn)介紹，敬請期待