對比鋰電池幾類正極材料
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-19 19:36
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對于純電動汽車（不管是插電式混合動力還是純混合動力，人們都可以用汽油來開關(guān)），對我們來說最困難的是什么？里程焦慮是因為它的能量密度太低，它不能行駛很遠(yuǎn)。汽車蓄電池分組后，能量密度一般為100～150wh/kg。汽油的價值大約是一萬…所以即使你像烏龜一樣帶著一車電池，也解決不了問題。每天，土槽電動車都要充電。他們跑得不快。他們中間沒有電。
現(xiàn)在電池技術(shù)最大的短板就是能量密度太低，無限地落后于摩爾定律……不要談?wù)撲嚭涂諝狻＜词顾鼈兊哪芰棵芏炔粔蚋?，關(guān)鍵是它們遠(yuǎn)沒有實際應(yīng)用…
為了比較幾種積極的材料，我們必須介紹這個數(shù)字，即五個重要的性能標(biāo)準(zhǔn)：
幾種鋰電池正極材料的比較：三元材料在磷酸鐵鋰安全性方面具有優(yōu)勢
電力、生命、成本、安全和能源。
對比材料為nmc/nca三元材料/nca、lco鈷酸鋰、lfp磷酸鐵鋰、lmo錳酸鋰。nca和ncm是比較相似的，它們在材料上是近親，所以這里把它們歸為一種理論。
LCO=LiCoO2，層狀，NMC=LiNixNyCoZo2，層狀，NCA=LiNi1-Y-ZCoyalZo2，層狀，LMO=LiN2O4尖晶石，LFP=LiFePO4橄欖
從這個圖中，我們可以看到：
LFP材料
能量最低（悲慘的是，低容量是一邊，低電壓是3.4V的問題，相反的例子是Limna尖晶石，電壓為4.7V）。由于空間有限，流量曲線不在這里。
功率一點也不低（在中試規(guī)模的biao研究所生產(chǎn)的磷酸鐵鋰中，5c可以達(dá)到130mah/g的降幅（當(dāng)然，phototech也可以…）。碳涂層+納米材料的比例性能仍然很強(qiáng)！
壽命和安全性都是最好的，這主要是由于聚陰離子PO43-在材料中的結(jié)合，使氧的結(jié)合更好，與電解液的反應(yīng)活性低，不像三元材料更容易產(chǎn)生氧泡等現(xiàn)象。從使用壽命來看，一般認(rèn)為可以超過4000個周期。
成本方面，磷酸鐵鋰還不錯，僅次于lmo錳酸鋰的材料成本（這個東西，空氣燃燒，錳源便宜），其次是競爭力。磷酸鐵鋰的原材料磷酸鐵鋰價格相對便宜，但制備納米粉體需要一定的成本。熱處理需要在惰性氣氛中進(jìn)行。各種工藝要求導(dǎo)致材料成本（國產(chǎn)約10w/t）不如lmo（6~7w/t）低，但與nmc（13w/t）相比，lco（更貴）更便宜。
理由：鈷比鎳貴（中國有沒有貧鈷），鎳比錳鐵貴，用什么原料，有什么成本。
然后比較分析以下內(nèi)容
NCM/NCA材料
能源最具優(yōu)勢（電動汽車要跑遠(yuǎn)，這是最重要的）。此外，隨著高鎳ncm材料的發(fā)展，這種材料的能量密度可以進(jìn)一步提高。
權(quán)力是可以的（事實上，它是足夠的。對于純電動汽車來說，能源比動力特性更重要。對于豐田普銳斯這樣的混合動力車來說，動力特性更為重要，但前提是能量不能太低）
壽命，不錯。過去，三元材料的使用壽命可能是1000倍左右，但近年來，隨著研發(fā)的發(fā)展，這種材料的使用壽命可以達(dá)到2000周（似乎標(biāo)準(zhǔn)還可以保持在80%或多少，記不清楚），這是相當(dāng)可觀的。比如，你的電動車一天可以充電一次，一年365次，2000次就夠你6年了?，F(xiàn)在很多人都要我換火車。
哪個更安全？
所以在此對比一下這兩個材料，最重要的能量密度上 NCM/NCA 完勝，壽命上 NCM/NCA 不差，安全上 NCM/NCA 差些，但是不嚴(yán)重，功率不算太重要，兩者都不錯，成本上 NCM/NCA 高一點。
但是在這里注意了：成本上 NCM/NCA 高，是單位質(zhì)量的成本 (rmb/kg)。
考慮到單位質(zhì)量的 NCM/NCA能量密度高(Wh/kg)，所以折合成單位能量的成本的話(rmb/Wh)，NCM/NCA 還更有優(yōu)勢一些，所以從單位材料的成本來單純計算，結(jié)果可能是比較有欺騙性的。
說到這里，我忍不住要吐槽：你們天天嫌電動車貴，就是因為電池用的多，就是因為單位能量的成本（rmb/Wh） 這個數(shù)太高，其實真的很難降啊，我們都快喝西北風(fēng)了啊。
另外一點，就是磷酸鐵鋰放電平臺太平，不好做電池控制系統(tǒng)啊，NCM/NCA 這方面就要好些。
不過作為一名磷酸鐵鋰研究狗，我也得為我們的材料說幾句話：在追求安全性、倍率性的場合，磷酸鐵鋰電池還是有優(yōu)勢的，尤其是請?zhí)焯斐持妱榆嚒㈦姵夭话踩娜硕酁槲覀兞姿徼F鋰投票。
