所謂磷酸鐵鋰電池，就是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類電池的特點是不含貴重金屬元素（比如鈷等）。由于不含有貴重金屬材料，磷酸鐵鋰電池的原材料成本就可以被壓縮的非常低廉。在實際使用中，磷酸鐵鋰電池具有耐高溫，安全穩(wěn)定性強，價格便宜，循環(huán)性能更好的優(yōu)勢。

 

而三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料，石墨作為負極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰不同，三元鋰電池電壓平臺很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充電、和耐低溫性能等方面，三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢。

 

筆者一直認為，技術(shù)并沒有好壞或是優(yōu)劣之分，只是適用于不同的產(chǎn)品或是環(huán)境。單論電池，也沒有所謂的誰更好誰更差。只是套用到實際使用場景中，三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池，更加適應現(xiàn)在以及未來的家用電動汽車。

 

為什么三元鋰電池更適合家用電動汽車？

 

一、低溫放電性能更好

 

我國幅員遼闊，氣候復雜，從最北端的東北三省到最南端的海南諸島溫度變化非常豐富。以北京為例，作為電動汽車的主力市場，北京夏季最高溫度在40℃左右，而冬季則基本保持在零下16℃左右，甚至更低。這樣的溫度區(qū)間顯然適合低溫性能更佳的三元鋰電池。而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北京的冬季會顯得有些乏力。

 

“相對25℃容量”是指不同溫度條件下放電容量與25℃時放電容量的比值。該數(shù)值能夠準確反映出電池在不同溫度條件下續(xù)航的衰減，越接近100%，電池表現(xiàn)越好。

 

從上圖中能夠看出，以25℃為基準常溫，兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電，放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時，三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池相比有比較明顯的優(yōu)勢。

 

二、能量密度更高

 

根據(jù)國內(nèi)三元材料18650圓柱電池龍頭企業(yè)——比克電池提供的資料，其18650電池的能量密度已經(jīng)達到了232Wh/kg，后續(xù)將會進一步提高至293Wh/kg。而相比之下，目前國內(nèi)主流的磷酸鐵鋰電池能量密度也僅達到150Wh/kg左右，據(jù)國內(nèi)電池行業(yè)專家剖析，未來幾年之內(nèi)，磷酸鐵鋰電池的能量密度能夠達到300Wh/kg的希望非常渺茫。

 

不同于體積龐大的電動巴士，對于家用電動汽車來說，空間永遠是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰電池將會占據(jù)原本就不多的汽車空間，并且由于更重的質(zhì)量，在使用時的放電續(xù)航也會受到比較大的影響。相對而言能量密度較高的三元鋰電池在解決重量問題的同時也為家庭用車節(jié)省出了空間。

 

三、充電效率更高

 

除了續(xù)航之外，充電也是電動汽車在實際使用中的重要環(huán)節(jié)，而三元鋰電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰電池有著非常大的優(yōu)勢。

 

目前市面上較為常見的充電方式為恒流恒壓式充電。一般在充電開始時先采用恒流充電，此時的電流較大，充電效率相對更高。而在電壓達到一定數(shù)值之后，降低電流改為恒壓充電，這樣可以讓電池充的比較滿一些。在這個過程中，恒流充電容量與電池總?cè)萘康谋戎?，稱為恒流比。它是衡量一組電池在充電過程中充電效率的關(guān)鍵數(shù)值。通常百分比越大說明在恒流階段充入的電量越高，也就證明該電池的充電效率更高。

 

從表中可以看出，三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在10C以下充電時，恒流比無明顯差距，10C以上倍率充電時，磷酸鐵鋰電池恒流比例迅速降低，充電效率迅速降低。

 

四、循環(huán)壽命可以放心

 

對于家庭用車來說，三元材料和磷酸鐵鋰動力電池的額定循環(huán)壽命都遠遠超過了實際用戶的使用習慣，因此在使用壽命上可以完全放心。以比克電池目前的高容量18650電池為例，在充放電循環(huán)1000次之后，電池容量依然能夠保持在最初的90%以上。由于筆者本身也是電動汽車車主，全年僅有冬季最冷的1個多月，頻繁開暖風的時候才能達到2天一充電，其余時間基本3-4天一充。假設全年平均3天一充電來計算，使用1年需要充大約6次電，循環(huán)壽命1000次使用完畢大約需要8年時間，這也基本超過了目前我國消費者平均的換車周期。

 

五、足夠安全的材料和工藝

 

傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車中危害最大的部分是蘊含巨大能量的燃料，像汽油這樣燃點低易爆炸的液態(tài)燃料一旦泄露就非常容易造成極大的安全隱患。而 新能源汽車 的動力電池，經(jīng)過完善的電池管理系統(tǒng)（BMS）監(jiān)控，每一顆電池都能得到最準確的控制，預防事故的產(chǎn)生。國家在大力扶持新能源汽車，僅2017年國家便出臺了16項相關(guān)政策。而新能源汽車也趁著這股順風迅猛發(fā)展。市場預計今年將產(chǎn)銷70萬輛新能源汽車，以此帶動的動力電池需求將進一步放大。但在下游原材料價格暴漲以及上游整車廠價格打壓的雙重壓力下，市場預計，在短暫的火爆期之后，成本和技術(shù)導向?qū)⒘顒恿﹄姵匦袠I(yè)將進入洗牌期。 

 

新能源汽車的重要瓶頸之一在于電池的續(xù)航里程。在此背景下，國家《促進汽車動力電池發(fā)展行動方案》、《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》等紛紛鼓勵高能量密度電池的使用，近期《外商投資產(chǎn)業(yè)指導目錄（2017年修行）》提出解除純電動汽車合資企業(yè)限制以及取消汽車電子和動力電池股比限制，也是促進國內(nèi)新能源汽車市場推廣應用高能量密度電池的重要舉措。

 

目前，國內(nèi)新能源汽車大部分在采用磷酸鐵鋰（BYD為主）和三元鋰電池，乘用車續(xù)航里程基本上都能夠達到200公里，但是電池系統(tǒng)平均能量密度水平僅為115 Wh/Kg。

 

2017年3月份，國家工信部等四部委聯(lián)合頒布《促進汽車動力電池發(fā)展行動方案》，指出到2020年，要求新型鋰離子動力申池單體比能量超過300 Wh/Kg；系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/Kg。

 

磷酸鐵鋰

 

磷酸鐵鋰電池采用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料。

 

磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，因此在零電壓存放時并不會有泄漏，高溫條件下或過充時安全性非常高，可快速充電，高放電功率，無記憶效應，循環(huán)壽命高，缺點為低溫性能差，正極材料振實密度小，能量密度較低，產(chǎn)品的成品率和一致性也飽受質(zhì)疑。

 

磷酸鐵鋰電池所需原材料無需進口，供應充足，價格穩(wěn)定，成本相對較低。磷酸鋰電池的循環(huán)壽命要遠遠大于三元鋰電池。

 

缺點：低溫條件下（氣溫低于-10℃以下），磷酸鋰電池衰減得非?？?，經(jīng)過不到100次充放電循環(huán)，電池容量將下降到初始容量的20%，基本與寒冷地區(qū)的使用絕緣了。正極材料振實密度小，能量密度較低，產(chǎn)品的成品率和一致性也飽受質(zhì)疑。