在2016年1月，一則新聞?wù)饎恿酥袊碾妱悠嚱绾碗姵亟?，并引起了全社會的廣泛關(guān)注：在中國電動車百人會上，工業(yè)和信息化部裝備司司長張相木的一句話“工信部將組織開展對三元鋰電池的風(fēng)險評估，在評估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄”引起了廣泛的爭議。甚至針對該消息，電動車百人會信息部當(dāng)時甚至特地發(fā)布了一條公告，說百人會只是一個平臺，而不代表任何一方表態(tài)。接下來，該信息引起了社會各界的廣泛爭議，贊成者有之，批判者也很多。

贊成者：

工程院院士楊裕生就曾經(jīng)在百人會上提到，動力電池用量越大，比能量越高，發(fā)生事故的概率就越大，安全性必要充分重視。而國內(nèi)動力電池廠商的三元電池質(zhì)量參差不齊，暫緩補貼三元電池的初衷是為了規(guī)范行業(yè)和市場，因此該措施存在必要性。

在汽車界專家陳光祖看來，是一個行業(yè)領(lǐng)域里再常規(guī)不過的政策，“政府從安全性角度出發(fā)，考慮到載人數(shù)百人的大巴規(guī)避事故的必要性，暫停三元鋰電池搭載客車補貼，這并不稀奇。”

批判者：俄羅斯圣彼得堡國立技術(shù)大學(xué)的王慶生在三元材料的沙龍上提出，三元材料與磷酸鐵鋰等材料各有利弊，使用過程中怎么樣控制好和使用好才是更為重要的，發(fā)揮電池材料的優(yōu)勢是關(guān)鍵。而在日韓企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的情況下，推動中國三元系的發(fā)展顯得尤為迫切。

比克電池研發(fā)中心副高級工程師宋華杰呼吁，希望盡快解決這個問題，鼓勵三元電池向前健康穩(wěn)健的發(fā)展，應(yīng)該由政府、學(xué)界及相關(guān)企業(yè)共同參與研究制定加強安全性的新標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)對所有電池產(chǎn)品進行評估認證后，制定新的目錄。更有汽車行業(yè)內(nèi)的專家表示，電池管理系統(tǒng)導(dǎo)致的安全隱患比單純電池引發(fā)的還要多，防止熱失控、過充放的控制的任務(wù)更為關(guān)鍵。

雖然爭議不斷，但是禁用的風(fēng)波和后續(xù)的影響仍然隨之到來。實際上，早在今年1月14日工信部發(fā)布的《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》中，三元系電動商用客車已經(jīng)消失。“未進入《目錄》的車型將無法享受政府補貼以及免購置稅（10%）的政策優(yōu)惠。而在應(yīng)對反應(yīng)方面，有新聞?wù)f很多電池企業(yè)采取了“抗壓不停產(chǎn)”的策略，更有人除了對這一決定表示“不理性，有失公允”之外，還在質(zhì)疑甚至提出了商業(yè)陽謀論——有背后的勢力推動此事。不少電池企業(yè)已經(jīng)表示，在此政策下，三元電池訂單明顯減少，影響了企業(yè)的發(fā)展運行，比如今年春天，位于陜西的某三元電池廠家的生產(chǎn)就遭遇了極大困難。

實際上，三元材料這一性能非常優(yōu)異但是也有自身本征缺點的材料，近年來一直都處于聚光燈下的焦點位置。那么筆者將在文中，從三元材料與磷酸鐵鋰（LFP）材料的對比、發(fā)展歷程、技術(shù)瓶頸、各方利益訴求等多方面來分析。

三元材料VS LFP 材料分析

三元材料即我們常說的鋰離子電池用的正極鎳錳鈷材料，為層狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式為Li(NixMnyCo1-x-y)O2。三元材料的專利最早由美國3M公司申請，目前有許多廠家在從事該類材料、電池的研發(fā)和生產(chǎn)。三元材料(NMC)實際上綜合了LiCoO2（穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，抑制陽離子混排，提高電導(dǎo)，改善循環(huán)）、LiNiO2（高能量密度）和LiMnO2（結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性）三種材料的優(yōu)點，由于Ni、Co和Mn之間存在明顯的協(xié)同效應(yīng)，因此NMC的性能好于單一組分的層狀正極材料。

尤其是隨著2011年使用松下18650的NCA電池TESLA MODEL S的橫空出世（NCA是NMC材料的近親，本質(zhì)上也是高鎳、高比能量的正極材料），三元材料在最近幾年熱到飛起，各大材料、電池廠商都紛紛轉(zhuǎn)向該領(lǐng)域，力圖制備更高能量密度的材料和電池。目前的電動汽車大多都在要求更高的續(xù)航里程，尤其是近一年來，高鎳材料的研發(fā)投產(chǎn)開始風(fēng)生水起（高能量密度），這正是導(dǎo)致這兩年三元材料大熱的核心驅(qū)動力。

之前我國曾經(jīng)一度堅持過以LFP為主的路線，其實三元材料的上升與磷酸鐵鋰（LFP）這兩年的略顯尷尬的地位基本是相關(guān)的。雖然LFP材料有安全性能優(yōu)秀，倍率性能不錯而且對原料資源要求更低等優(yōu)點，但是近年來因為專利授權(quán)、LFP材料低溫性能差（今年冬天電動車?yán)m(xù)航里程低一半的新聞沸沸揚揚）、能量密度低（里程焦慮是電動汽車的重要問題）、工藝應(yīng)用性能不佳、等困難，這兩年的LFP在電動汽車行業(yè)（尤其是家用乘用車）中整體表現(xiàn)不如三元材料，甚至有消息連一直堅持該路線的BYD，在“宋”上也將要搭載三元電池。

國務(wù)院頒布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中提及，單體電池能量密度至2020年動力電池模塊的能量密度要達到300Wh/kg（對應(yīng)的單體電池能量密度至少達到330Wh/kg以上），而想要實現(xiàn)這一目標(biāo)對于LFP來說明顯是幾無可能的，三元材料基本是唯一的出路（在這里先不考慮產(chǎn)業(yè)化前景不太明朗的固溶體材料）。這使得近來年越來越多的動力電池企業(yè)和整車企業(yè)將目光轉(zhuǎn)向了三元鋰電池。但是在商用大巴領(lǐng)域，因為對安全性的重視、對能量密度要求的相對弱化，LFP仍處于比較優(yōu)勢的地位，BYD的K9熱銷就是明證。

有關(guān)于三元與LFP材料的具體性能分析對比，筆者在以前的一篇文章中曾做過深入剖析。因為篇幅所限，本文將不會對技術(shù)機理的信息深入剖析，有興趣的朋友可以自己研究：“Tesla Motors 為什么不使用以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池？”

三元材料VS LFP 背后的各方勢力

在前幾年，我國曾經(jīng)把寶押到了LFP電池路線上，寄希望于LFP電池的電動汽車可以助中國的電動汽車乃至汽車工業(yè)實現(xiàn)“彎道超車”，而實際上學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對于電池路線的爭論實際上從來就沒有停止過，但在近兩年，我國也開始調(diào)整之前僅僅對于LFP路線的重視，開始強調(diào)多種電池技術(shù)路線都要發(fā)展。

反觀我們的日韓鄰居，似乎從一開始就在走LMO/NMC的體系路線，對于LFP一直顯得不冷不熱。原因可能主要有下：

1） LFP專利的持有單位HYDRO QUEBEC一直比較高調(diào)，對于自己專利保護的比較嚴(yán)，很難“繞開”，大規(guī)模生產(chǎn)LFP需要與該公司和解，需要支付的費用較高。

2） NMC專利的持有單位3M公司相比之下就顯得要“好說話”一些，與多家生產(chǎn)三元材料的企業(yè)都已經(jīng)簽署了專利授權(quán)協(xié)議。實際上，3M公司在鋰電材料企業(yè)中算得上是一個“異類”，主要靠基礎(chǔ)研發(fā)、專利布局和授權(quán)來實現(xiàn)盈利，自身并不直接涉及生產(chǎn)業(yè)務(wù)，這也是值得中國高新技術(shù)企業(yè)學(xué)習(xí)的一種發(fā)展模式。

3） LFP材料制備難度相對較高，應(yīng)用工藝性能、低溫性能等不夠理想。從單純追求電池性能來說，不是最優(yōu)選擇。

4） 對于“安全性”這個三元材料的本征問題，不同群體的理解和應(yīng)對措施不同，這個將主要在下一部分介紹。

實際上，三元材料通過成分的優(yōu)化，可以實現(xiàn)性能的提升，比如表面富錳的安全型材料，以及高鎳的能量型材料，因此隨著研發(fā)投入，從333，532，到622，711甚至811，三元材料的性能一直在上升并且還有空間。國外的大型化工企業(yè)巨頭（UMICORE、3M、BASF、LG、PANASONIC）在這方面技術(shù)積累雄厚，自然愿意繼續(xù)深耕；反觀LFP材料，其升級產(chǎn)品磷酸錳鐵鋰LMFP性能提升幅度相對有限，磷酸鈷鋰的產(chǎn)業(yè)化則顯得遙遙無期，國外（愿意）深耕于此領(lǐng)域的企業(yè)要少些，筆者主要知道的大概有HYDRO QUBEC、大名鼎鼎的A123等。雖然國內(nèi)有BYD一直肩扛大旗，但是從材料的發(fā)展前景和潛力上可能要打一個問號。筆者也曾經(jīng)對這方面的問題展開過討論，見文章“如何評價比亞迪新公布的磷酸錳鐵鋰電池？”

近年來，隨著松下NCA電池在TESLA的成功以及要在大連建廠的新聞，SAMSUNG和LG三元電池在中國的攻城掠地，國內(nèi)電池廠商也面臨了巨大的壓力，“狼來了”的呼聲也不絕于耳。雖然現(xiàn)在國內(nèi)也有不少廠商生產(chǎn)三元材料/電池，也有了一些不錯的產(chǎn)品，但中國的電池工業(yè)總體來說魚龍混雜，生產(chǎn)電池質(zhì)量參差不齊，相比于日韓整體還處于偏中-低端是事實；甚至很多有識之士已經(jīng)指出，隨著新能源汽車的推廣力度增加和使用時間延長，2016年由動力電池引發(fā)的安全事故可能會增加。

筆者認為這次禁用三元電池的風(fēng)波，首先安全是一個主因，然后延緩日韓企業(yè)的擴張至少這是促成該決定的一個重要因素；另外一個原因可能也比較明顯，就是該政策的受益者是LFP電池（材料）企業(yè)，那么這些企業(yè)也有可能在此政策決定背后起到了一定的影響作用。比如以磷酸鐵鋰電池為主產(chǎn)品的G企業(yè)在今年2月份就獲得了20億的大單，客戶以大巴企業(yè)為主，其中三元電池風(fēng)波的影響應(yīng)該對該公司的業(yè)務(wù)產(chǎn)生了積極作用。

三元材料VS LFP-安全問題？不只涉及到電池材料一個方面

三元材料與LFP的競爭其實是一個老話題，兩種材料各有優(yōu)缺點。相比于LFP，三元材料最大的短板一直都是公認的安全性能。而三元材料的安全，其實主要的核心落在了電池是否安全這個中間焦點環(huán)節(jié)上。

其實對于電池的安全性，材料界/電池界/汽車界的各種聲音一直都有，大家基于自己的立場都有自己的觀點，筆者梳理了一下一些行業(yè)內(nèi)的觀點，在這里進行分析討論：

材料行業(yè)：三元材料安全性不及LFP是事實，其熱分解溫度低，分解后釋放出氧氣，如果發(fā)生事故會更劇烈。但是畢竟該材料應(yīng)用工藝性能好，能量密度高，制備方法難度適中，因此總體來說三元材料在制備和使用方面是有優(yōu)勢的。三元材料目前可以通過表面改性、制備富錳結(jié)構(gòu)或者其它包覆結(jié)構(gòu)來改善材料安全性能，是有一定的效果的，但是目前仍然不能達到LFP材料的等級。另外，三元材料與LFP、LMFP共混，兩種材料在能量密度、安全性上可以取長補短，這也是一個值得探索的方向。

電池界：對于電池來說，安全性不僅僅取決于正極材料，石墨負極、電解液、隔膜，以及電池殼體等等都會對于電池的整體安全性造成影響。因此電池界的很多人士對于三元材料電池做了很多優(yōu)化工作，在安全性上比較有幫助的措施有：石墨負極優(yōu)化；電解液成分調(diào)節(jié)與使用添加劑；使用陶瓷隔膜；以及電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。

以微宏動力為例，在3月19號水立方的發(fā)布會中，微宏發(fā)布了其不燃燒電池技術(shù)。其實微宏的電池一直以鈦酸鋰的快充體系為主，其電池的循環(huán)、倍率等特性較為優(yōu)異，而這次發(fā)布會濃墨重彩地主打安全牌，也不難看出其對于安全的重視，希望依靠自己產(chǎn)品的安全形象來占據(jù)市場，獲得政策支持等的考慮。據(jù)筆者所知，微宏在電解液添加阻燃劑、使用先進形貌、材質(zhì)的陶瓷隔膜、高性能鈦酸鋰負極材料方面所做的工作，無一不是在圍繞電池安全性能的優(yōu)化目標(biāo)。微宏這次能夠發(fā)布此次“不燃燒電池技術(shù)”，其技術(shù)路線上做出的努力值得同業(yè)者參考學(xué)習(xí)。而這也再次驗證了一點，就是電池的安全并不只是正極材料自己的事情，還有許多其它因素需要控制。

此外對于安全性的控制還有非常重要的一點，就是使用優(yōu)質(zhì)的原料，并且在電池整體生產(chǎn)過程中加強控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量。實際上，現(xiàn)在中國電池處于中低端的很重要的原因就在于很多企業(yè)、研究院所沒有把從材料到電池過程中的每一個環(huán)節(jié)精細控制到極致，而這些控制往往是需要資本、技術(shù)、人才、管理的密集才能實現(xiàn)的。

目前中國的產(chǎn)學(xué)研和工業(yè)研發(fā)界的奇特一幕在于，一方面政府也在加大資金投入和政策和支持，另一方面利益往往都為被騙補、非一線技術(shù)人員、不懂技術(shù)的高層管理者以及一些距離工業(yè)實用化明顯過于遙遠的產(chǎn)業(yè)（甚至有的只能稱為技術(shù)，都還算不上實質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)）所瓜分。在這樣的情況下，真正在為中國制造升級出力的一線技術(shù)研發(fā)人員、一線技術(shù)管理者、潛心做產(chǎn)學(xué)研的有工程實踐素養(yǎng)的學(xué)者反而一直在忍受的清苦的生活，這對于材料產(chǎn)業(yè)——這一需要技術(shù)積累沉淀底蘊、不能過分急于求成，需要投入的產(chǎn)業(yè)的振興是不利的，高端的材料恰恰是制約中國制造轉(zhuǎn)型升級的一個重要因素。

真正實質(zhì)性的投資、對于技術(shù)人員的尊重、對于科研生產(chǎn)規(guī)律的遵循和敬畏都是電池質(zhì)量提升的必經(jīng)之路，在這方面日韓企業(yè)已經(jīng)給我們樹立了相當(dāng)好的榜樣。加速發(fā)展和創(chuàng)新的心情固然可以理解，但是從根本上加強研發(fā)投入、采用高標(biāo)準(zhǔn)大規(guī)模的生產(chǎn)線，給予研發(fā)生產(chǎn)人員合理的報酬以提高積極性，加強真正現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理制度可能不只對于鋰離子電池界，對于整個中國制造的升級轉(zhuǎn)型，配合供給側(cè)改革，才是筆者眼中更合適、長效性的問題解決方案。

汽車企業(yè)：汽車企業(yè)對于電池的訴求往往更多集中在能量密度+安全兩方面。電動汽車技術(shù)的瓶頸仍然是電池，里程焦慮是大家的關(guān)注核心，當(dāng)然安全性也很重要，但是哪一個排第一位可能就是一個有趣的討論話題。在普通小型乘用轎車上，企業(yè)的確更關(guān)心能量密度（續(xù)航里程），而在安全方面則一般則通過優(yōu)化電池控制管理系統(tǒng)BMS來解決（降低）問題，BMS對于電池的熱管理、充放電狀態(tài)的管控可以說至關(guān)重要，TESLA的成功很大程度就是因為其驚艷的BMS。但是這里的一個問題就是：BMS的優(yōu)化不能解決所有問題，電池本身的特性（材料，設(shè)計），甚至包括電池的一致性（這也是國產(chǎn)電池處于中低端的一個重要體現(xiàn)），都會影響最后的安全效果。所以即使是做到極致的TESLA，也會發(fā)生充電著火的事件，2016年1月3日挪威就有一起，就更不用說其它品牌的汽車了。

總之，如果是重視程度上能量密度>安全性的場合，那么目前三元材料就比LFP更有優(yōu)勢（如小型乘用車），如果是安全性>能量密度時，那么LFP就更受青睞（尤其是大巴）。但是如果考慮到各種不確定因素，要控制風(fēng)險的話，LFP安全性仍然更優(yōu)，這大概也是本次停用三元材料的主因。

結(jié)語：中國工業(yè)，制造業(yè)升級，面臨的問題復(fù)雜

就在3月16日，據(jù)來自工信部的相關(guān)人士透露，就三元電池暫無法申報客車準(zhǔn)入目錄一事，經(jīng)多方意見核實，初步形成如下意見：搭載三元電池/鈦酸鋰電池（正極材料為三元）組的新能源客車，若需申報準(zhǔn)入目錄，需經(jīng)核心機構(gòu)檢測確認后，方可向主管部門提交目錄申請。這意味著三元電池客車是仍然可以申報目錄的。

基于以上的消息以及最新的新聞動態(tài)，實際上說到這里大家可能已經(jīng)看出來了：筆者認為電動汽車電池的安全性其實不只是一個點（三元材料安全性）上的問題，而是一個面上的整體任務(wù)，涉及到了各個領(lǐng)域、方面的多個因素。目前中國的電池行業(yè)中在蓬勃發(fā)展，去年好多電池、材料企業(yè)都發(fā)生了供不應(yīng)求的現(xiàn)象，但是過熱的隱憂也在出現(xiàn)。外加上騙補風(fēng)波的不斷發(fā)酵，電池領(lǐng)域的虛假夸大新聞頻發(fā)，資本界的四處活動宣傳，新能源汽車領(lǐng)域可以說在目前已經(jīng)發(fā)展到了一個欣欣向榮而又危機四伏的十字路口。

中國工業(yè)大而不強、在高端市場乏力的特點目前同樣發(fā)生在了電池工業(yè)中，比如近來沸沸揚揚的某鋰原料企業(yè)與某材料企業(yè)的原料質(zhì)量爭議、扭扭車使用低質(zhì)鋰電池導(dǎo)致召回，再到電動車領(lǐng)域中的日韓企業(yè)“狼來了”無一不是體現(xiàn)。完美的材料是不存在的，做為能量存儲的器件，你想讓它儲能量密度高同時安全性能像LFP一樣好，這個恐怕非常難以實現(xiàn)。三元電池是有優(yōu)勢但是也有問題，如果不能踏實做好每一個研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用環(huán)節(jié)，那它的優(yōu)勢可能會縮小，它的缺點（安全）就會進一步放大，屆時問題出現(xiàn)，采用像這種“一刀切”的暫停措施雖可能不見得有多合情理，但也可能是無奈之舉。

電池行業(yè)目前可能有些問題，但是筆者以為更重要的是探尋導(dǎo)致這些問題的深層次因素，從大方向上對于科研、工業(yè)界進行良好的引導(dǎo)。只要建立了良好的環(huán)境和氛圍，在研發(fā)人員與良性市場機制的協(xié)力下，創(chuàng)新之樹一定是能夠開花結(jié)果的，這也是我們每一個理工科從業(yè)者對于中國制造升級轉(zhuǎn)型的最殷切期望。