鉅大LARGE | 點擊量：1745次 | 2021年05月26日
你了解新能源車都在用什么電池嗎？ 哪個更靠譜呢？
動力鋰電池工程師們從品類繁多的二次電池中，選擇出了幾種比較適宜大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用的電池。
目前可以實現(xiàn)量產(chǎn)并大規(guī)模列裝的動力鋰電池重要有三種技術(shù)路線（綠燈部分）：
1、以豐田Mirai、本田Clarity以首的氫燃料動力電池陣營，量產(chǎn)車型不多，但最被給予厚望。
2、以三元鋰、磷酸鐵鋰離子電池為代表的鋰離子電池陣營，重要運(yùn)用在純電動汽車中，常見的北汽新能源、比亞迪、特斯拉等均隸屬于這個陣營。
3、以高壓鎳氫電池為代表的鎳氫電池陣營，重要運(yùn)用在各大品牌的混動（HEV）車型中。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
那么，你肯定會問了：氫燃料動力電池、鋰離子電池和鎳氫電池是怎么擊敗對手脫穎而出的呢？原因就總結(jié)起來一句話：確認(rèn)過眼神，我遇上對的人。
讓我們來看看那些不對的孩子們：
一、鉛酸電池（VLRA）：車載蓄電池，但能量密度太低導(dǎo)致續(xù)航里程太低，不適宜作動力鋰電池，pass！
鉛酸電池常見于為車載12V電網(wǎng)和各類用電器供電的蓄電池。它的優(yōu)點在于售價便宜，一塊好一點兒的瓦爾塔不過三五百塊；低溫儲電和放電能力強(qiáng)，冰天雪地里拖得動起動機(jī)，東北小伙伴必備；安全性能好，最嚴(yán)重不過里面的硫酸溶液泄露腐蝕金屬，起碼不易導(dǎo)致火災(zāi)。
缺點不多，但特別致命：能量密度低，續(xù)航里程過短。你會為一輛續(xù)航里程不到100公里的新能源車買單嗎？想必不會，90年代的美國人同樣如此，這也直接導(dǎo)致了搭載鉛酸蓄電池的通用EV1的失敗。
通用EV1，在新能源車發(fā)展歷史上具有里程碑意義，可惜最大續(xù)航里程不過可憐的144公里。在實際的道路行駛時，假如遭遇寒冬，還將大幅跳水至96-112公里左右，加之過長的充電時間給它的使用了帶來極大的不便。
問世6年后，通用于2002年正式停止了這一項目，并將所有的量產(chǎn)車回收銷毀，僅有少量存貨流傳于世。至此，鉛酸蓄電池做動力鋰電池這一條技術(shù)路線也隨著EV1的消失而徹底停擺。
二、鎳鉻電池（Ni-Cd）：存在記憶效應(yīng)，不適宜作動力鋰電池！PASS！
排除了能量密度低的鉛酸電池，工程師們緊接著排除了鎳鉻電池Ni-Cd。原因很簡單，Ni-Cd電池存在嚴(yán)重影響電池壽命和容量的記憶效應(yīng)。
什么是記憶效應(yīng)呢？舉個例子，當(dāng)你在鎳鎘電池還剩30%電量的時候拿去充電，它會錯誤的以為自己只能儲存70%的電，剩余的30%容量就被白白浪費(fèi)了。所以，在使用Ni-Cd電池時，要完全放電和完全充電，才能防止記憶效應(yīng)。
假如將這種電池作為新能源車的動力鋰電池，那么你的生活將陷入出門-跑沒電-叫救援-充電-出門-跑沒電-叫救援的惡性循環(huán)，顯然不符合邏輯。工程師內(nèi)心OS：要不起，過！
突圍成功的孩子們：我就是我，顏色不相同的煙火！
當(dāng)鉛酸電池和Ni-Cd鎳鎘電池躲在角落哭泣的時候，突圍成功的孩子們則在暗自慶幸：自己終于能為人類的未來出一把力。它們分別為：鎳氫電池Ni-MH、燃料動力電池FullCell和鋰離子電池Li-ion。
其中，鋰離子電池可根據(jù)正極材料分為6種，分別是：
1、磷酸鐵鋰離子電池LFP（LiFePO4）
2、鈷酸鋰離子電池LCO（LiCoO2）
3、鎳酸鋰離子電池LNO（LiNiO2）
4、錳酸鋰離子電池LMO（LiMn2O4）
5、鎳鈷錳酸鋰離子電池NCM（LiNixCoyMn（1-x-y）O2）
6、鎳鈷鋁酸鋰離子電池NCA（LiNixCoyAl（1-x-y）O2）
5、6這兩個化學(xué)式和名字都超長的電池就是大家耳熟能詳?shù)?a href="/keywords/sanyuanllz/" class = "seo-anchor" data-anchorid=174 target="_blank">三元鋰離子電池，而比亞迪自己口中的鐵電池，指的就是磷酸鐵鋰離子電池。這6種鋰離子電池究竟孰優(yōu)孰劣呢？咱們不妨比較一下。
圖中的制造成本實際上指制造成本優(yōu)勢，由內(nèi)到外優(yōu)勢遞增
是不是看上去有點亂，沒關(guān)系，我們來捋一捋這6種鋰離子電池的優(yōu)缺點。
6種鋰離子電池的優(yōu)缺點
一、磷酸鐵鋰離子電池LFP：
優(yōu)勢在于穩(wěn)定安全成本低；缺點在能量總值低、續(xù)航短
作為比亞迪過去7-8年來的主打動力鋰電池，磷酸鐵鋰離子電池LFP能量密度很低，3.4V的最大電壓也限制了它的能量表現(xiàn)（注：電池蘊(yùn)含的能量（Energy）等于電池容量（單位Ah）乘以電壓（單位V），LFP電池單體的容量本身就比三元鋰離子電池低一些，電壓還要再低一些，乘出來的數(shù)值自然比較?。?，但由于化學(xué)性能異常穩(wěn)定，循環(huán)壽命長（多達(dá)4000多次），量產(chǎn)成本低，在新能源車曾有較為廣泛的應(yīng)用，如比亞迪初代秦和唐EV、比亞迪E6、騰勢300/500、東風(fēng)風(fēng)神E30、雪佛蘭Volt等。
二、鈷酸鋰離子電池LCO：
性能一般易過熱，但制造標(biāo)準(zhǔn)國際公認(rèn)，且良品率、單體一致性極高，適宜量產(chǎn)，特斯拉早期最愛
作為鋰離子動力鋰電池的鼻祖，其最先被特斯拉裝在旗下首款量產(chǎn)車型Roadster上，隨后問世的ModelS也理所應(yīng)當(dāng)?shù)睦^承了這一設(shè)定，鈷酸鋰離子電池LCO中的明星單品就是特斯拉早期產(chǎn)品中采用的松下鈷酸鋰18650型電池。
仔細(xì)觀察，你會發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰離子電池LCO在能量密度、比功率、使用壽命方面的表現(xiàn)并不突出，屬于各方面表現(xiàn)都中不溜的水平，且在成本和安全性上基本沒有優(yōu)勢，但特斯拉的青睞不是沒有道理的：鈷酸鋰18650電池單體一致性和良品率比較高，也是國際公認(rèn)的制造標(biāo)準(zhǔn)，非常利于大批量生產(chǎn)。
甚至有人這樣調(diào)侃鈷酸鋰18650的穩(wěn)定性：假如你的測量儀器認(rèn)為剛下線的任意一節(jié)18650有問題，那么恭喜你，儀器該修了。
鈷酸鋰離子電池LCO一個十分致命的缺點在于容易過熱，假如電池組內(nèi)部溫度控制不佳的話很容易發(fā)生起火事故。而特斯拉的解決方法也很粗暴直接，為旗下車型配備了號稱世界上最優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)來保證電池的穩(wěn)定性。此外，
三、鎳酸鋰離子電池LNO：
能量密度最大，但最不耐用，也最不安全
要想了解什么叫挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，來看看鎳酸鋰離子電池LNO就了解了。其理論質(zhì)量能量密度為274mAh/g，實際量產(chǎn)產(chǎn)品約為190~210mAh/g，遠(yuǎn)超鈷酸鋰離子電池LCO的量產(chǎn)140和磷酸鐵鋰離子電池LFE的170，且2.5V-4.2V的工作電壓并不低，用來驅(qū)動電機(jī)非常強(qiáng)力。
不過，其致命缺點在于十分苛刻的制造條件和較差的熱穩(wěn)定性，前者直接導(dǎo)致商業(yè)化使用的艱難，后者則帶來了較大的安全隱患。此外，鎳酸鋰離子電池LNO的循環(huán)壽命較差，不太適宜在要多次大量充放電的新能源車上使用。
四、錳酸鋰離子電池LMO：
成本最低，耐低溫性能好，但能量密度低，循環(huán)性能差、高溫易分解
從成本方面來看，錳酸鋰離子電池LMO是最理想的選擇。由于錳在自然界的廣泛存在，其成本優(yōu)勢相當(dāng)明顯，體現(xiàn)在售價上就是便宜，其也是今天出場的所有鋰離子電池中最便宜的一個！此外，錳酸鋰離子電池LMO耐低溫性能較好，寒冷的地區(qū)也可以使用，倍率下放電能力強(qiáng)，大規(guī)模生產(chǎn)制備比較容易。
缺點是這種材料本身高溫下非常不穩(wěn)定（但也好過特斯拉用的鈷酸鋰離子電池LCO），壽命也不長、容量衰減明顯。
很明顯，拿錳酸鋰離子電池LMO做純電動汽車，是很有挑戰(zhàn)性的。所以，真正拿出量產(chǎn)車型的廠家并不多，日產(chǎn)Leaf是其中比較有代表性的一個。
五、鎳鈷錳酸鋰離子電池NCM（六、鎳鈷鋁酸鋰離子電池NCA）：
能量密度和比功率完勝，、循環(huán)壽命不差，但安全性略差且成本高
純電動汽車首選！??！鎳鈷錳酸鋰離子電池和鎳鈷鋁酸鋰離子電池在性能上差別不大，市面上常見的三元鋰離子電池說的便是這對好兄弟。
這類電池的優(yōu)勢在于能量密度較大，比功率理想且可控，2000次左右的循環(huán)壽命在一天一充的情況下可用約6年，基本滿足整車壽命周期的需求。不過相關(guān)于化學(xué)性能極其穩(wěn)定的磷酸鐵鋰離子電池LFP，三元鋰離子電池在充電過熱時容易出現(xiàn)氧氣，導(dǎo)致電池鼓包現(xiàn)象，這也是目前NCM和NCA要解決的問題。
目前主流的解決方法有三種：一是調(diào)節(jié)電解液的成分，二是進(jìn)一步優(yōu)化隔膜材料，三是研發(fā)更先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)和BMS電池控制系統(tǒng)。不過這些方法能做到的只是盡可能降低三元鋰離子電池出問題的幾率，根治是不可能的。
在這里要辨析一個問題，那就是三元鋰離子電池的成本高，是指單位質(zhì)量的成本很高（rmb/kg），也就是購買的成本很高；但是考慮到單位質(zhì)量的三元鋰離子電池在能量密度上的優(yōu)勢，折算成單位能量密度成本rmb/Wh的話，三元鋰離子電池較前面提到的五種鋰離子電池還是有不小的優(yōu)勢的，起碼不差。
至此，6種鋰離子電池的優(yōu)缺點便介紹完了，內(nèi)容不少，一次性全記住不現(xiàn)實。不過沒關(guān)系，我做了一張圖表，大家可以保存在手機(jī)里，選購電動汽車時掏出來一看，你就是周圍100米內(nèi)最厲害的汽車達(dá)人！
簡單總結(jié)一下，鋰離子電池的應(yīng)用就是一個相互博弈的過程每種鋰離子電池都有它的優(yōu)勢和不足。大家選購新能源車，肯定希望它跑得又快又遠(yuǎn)，所以，能量密度和比功率均完勝對手的三元鋰離子電池脫穎而出，成為目前市場中的主流。
