所有電池的發(fā)展都取決于兩大因素：價格和性能。其中性能主要指能量密度和循環(huán)壽命。就鋰電池而言，發(fā)展之初的驅(qū)動力主要依靠的是價格驅(qū)動，在現(xiàn)階段以及今后將由價格驅(qū)動轉(zhuǎn)向技術(shù)驅(qū)動的更高級發(fā)展階段。這其中能量密度與安全性就像魚和熊掌一樣難以兼得。為了解決這對矛盾，在電池技術(shù)領(lǐng)域存在兩種思路：一是在能量密度的基礎(chǔ)上提高安全性，二是在安全性的基礎(chǔ)上想辦法提高能量密度。究竟是那種技術(shù)路徑更適合市場需求，各大廠商大都持有邊走邊看的態(tài)度，就目前來看以能量密度為基礎(chǔ)的三元電池路線暫時占有領(lǐng)先地位。

2009年之前鋰離子電池電動汽車的份額較小，電動汽車主要采用鎳氫電池作為動力源。隨著鋰離子電池價格不斷下降，技術(shù)至臻成熟，新能源汽車普遍采用能力密度更高的鋰離子電池作為其動力來源。2011年以來電動汽車市場的發(fā)展存在這么一條規(guī)律：車載電池組價格每下降10%，電動汽車銷量增長大約在20%-30%之間。隨著全球?qū)Νh(huán)境問題的越發(fā)重視，可以肯定作為燃油汽車替代品的電動汽車將在各國政府的推動下迅速發(fā)展，作為電動汽車的主要部件，動力電池產(chǎn)業(yè)將迎來黃金時期。 

動力電池與電動汽車產(chǎn)量

鋰電池正極材料主要包括鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳鈷三元材料，尖晶石型的錳酸鋰，橄欖石型的磷酸鐵鋰等。根據(jù)正極材料分類，發(fā)展鋰離子動力電池路線主要有三條：改性錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰。目前鈷酸鋰依然是小型鋰電領(lǐng)域正極材料的主力，主要用于傳統(tǒng)3C領(lǐng)域；三元材料和錳酸鋰主要用于電動工具、電動自行車和電動汽車等領(lǐng)域，在日本與韓國其作為動力電池的技術(shù)較成熟；磷酸鐵鋰主要在國內(nèi)的動力電池領(lǐng)域應(yīng)用，另外還用于基站和數(shù)據(jù)中心儲能、家庭儲能、風(fēng)光電儲能等領(lǐng)域。

 

鈷酸鋰將逐漸被三元材料替代。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點，具有價格優(yōu)勢。雖然特斯拉旗下首款車型Ｒoadster 推出時使用的是18650 鈷酸鋰電池，但其第二款量產(chǎn)車型Model-S 使用的是松下定制的三元材料電池，即鎳鈷鋁三元正極材料電池。鈷酸鋰電池成本高的特征在特斯拉前后兩款車型的對比中表現(xiàn)得十分明顯。Model-S 使用的電池數(shù)量達(dá)到8 000 節(jié)以上，比Ｒoadster 高出1 000 多節(jié)，但是成本卻下降了30%。目前，高性能動力鋰電池用NCM 三元材料已在國外大量使用

錳酸鋰市占比將上升，相對于鈷酸鋰正極材料，錳酸鋰具有原料豐富、價格低廉及無毒性等優(yōu)點。層狀錳酸鋰LiMnO2用作鋰離子電池正極材料的缺點是雖然容量很高，但在高溫下不穩(wěn)定，而且在充放電過程中易向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致容量衰減過快。錳酸鋰材料的應(yīng)用集中在消費(fèi)類電池市場，動力電池以電動自行車電池為主。

 

磷酸鐵鋰技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸，磷酸鐵鋰正極材料的低溫性能和倍率放電已經(jīng)可以達(dá)到鈷酸鋰的水平，目前同樣是有希望的動力電池材料。但是受制于技術(shù)瓶頸，磷酸鐵鋰電池一致性和單位能量密度較低。在國內(nèi)，已有較為成熟的磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)，但目前中國磷酸鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展仍低于發(fā)達(dá)國家的水平。

 

在動力電池正極材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，中、日、韓、美動力電池企業(yè)采用不同的材料體系。理論上來說，三元材料的能量密度較高但循環(huán)壽命和安全性表現(xiàn)均要稍差一些，而磷酸鐵鋰卻正好相反。日韓兩國致力于走三元材料路線，而中國（包括臺灣地區(qū)）和美國則主要走磷酸鐵鋰路線?，F(xiàn)階段三元材料路線逐漸占上風(fēng)，產(chǎn)業(yè)界紛紛將研發(fā)的重點轉(zhuǎn)向能力密度更占優(yōu)勢的三元材料路線。

2012 年起，各大車企陸續(xù)上市了PHEV 、HEV及EV。與此同時，車載鋰離子電池市場也開始形成，引領(lǐng)市場發(fā)展的正是EV 用鋰電池。以日產(chǎn)的聆風(fēng)為首，三菱汽車的i-MiEV、豐田iQ、特斯拉的Model S 和寶馬i3 等配備鋰電池的EV 拉動了市場對車用鋰離子動力電池的需求。隨著電動汽車全面投放市場，各家汽車廠商所使用的電池廠商陣容也變得豐富與明朗起來。在車載鋰離子充電電池領(lǐng)域，除了獨(dú)立廠商韓國LG 化學(xué)、三星和日立外，還有AESC、Lithium Energy Japan、Primearth EV Energy( PEVE)和Blue Energy 等與汽車廠商合資成立的車載電池公司，并已向多家汽車廠商供貨。

日本電池廠商東芝的車載鋰離子充電電池負(fù)極材料采用鈦酸鋰，具有安全性高、壽命長、低溫特性出色的特點。缺點是單元的平均電壓只有2.5 V左右，比以往的鋰離子充電電池低1 V 以上。因此，配備200 ～ 400 V 高電壓電池組的EV需要大量串聯(lián)電池單元，電池行業(yè)認(rèn)為“難以采用”。但實際上，該單元除了已經(jīng)用于三菱汽車的i-MiEV 和MINICAB MiEV 的部分車型上，本田的“飛度EV”也已采用，因為該電池的SOC（荷電狀態(tài)）即使在變動較大的范圍內(nèi)使用也很少發(fā)生劣化，低溫特性較高、電池的極限值高等特點也適合EV 使用。

 

隨著鋰電池產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用，各公司在電池組設(shè)計方面的思想逐漸出現(xiàn)差異。豐田、日產(chǎn)和本田等日本廠商的電池組趨于采用空冷式，并盡量簡化構(gòu)造從而降低成本，而歐美廠商大多傾向于采用水冷式，并以特定的小范圍管理單元的充電狀態(tài)和溫度。其中，德國廠商表現(xiàn)出了使單元容量和外形尺寸等標(biāo)準(zhǔn)化，從而實現(xiàn)各車型通用的想法。而豐田等仍然堅持認(rèn)為，不同車輛的配備空間各不相同，應(yīng)該從多種單元中選擇最合適的產(chǎn)品配備，實現(xiàn)單元的標(biāo)準(zhǔn)化比較難。