三元鋰離子電池還是磷酸鐵鋰離子電池？

要想搞清楚究竟哪種電池更好，我們應(yīng)該先對(duì)這兩者的差別有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解。

所謂磷酸鐵鋰離子電池，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(diǎn)是不含貴重金屬元素（比如鈷等）。由于不含有貴重金屬材料，磷酸鐵鋰離子電池的原材料成本就可以被壓縮的非常低廉。在實(shí)際使用中，磷酸鐵鋰離子電池具有耐高溫，安全穩(wěn)定性強(qiáng)，價(jià)格便宜，循環(huán)性能更好的優(yōu)勢(shì)。

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

筆者一直認(rèn)為，技術(shù)并沒(méi)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(méi)有所謂的誰(shuí)更好誰(shuí)更差。只是套用到實(shí)際使用場(chǎng)景中，三元鋰離子電池相比磷酸鐵鋰離子電池，更加適應(yīng)現(xiàn)在以及未來(lái)的家用電動(dòng)汽車。

為何三元鋰離子電池更適合家用電動(dòng)汽車？

一、低溫放電性能更好

我國(guó)幅員遼闊，氣候復(fù)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(dòng)汽車的主力市場(chǎng)，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離子電池。而重視耐高溫性能的磷酸鐵鋰離子電池在北京的冬季會(huì)顯得有些乏力。

相對(duì)25℃容量是指不同溫度條件下放電容量與25℃時(shí)放電容量的比值。該數(shù)值能夠準(zhǔn)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(zhǔn)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(méi)有差別。但在零下20℃時(shí)，三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池相比有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。

二、能量密度更高

根據(jù)國(guó)內(nèi)三元材料18650圓柱電池龍頭公司比克電池供應(yīng)的資料，其18650電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到了232Wh/kg，后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步提高至293Wh/kg。而相比之下，目前國(guó)內(nèi)主流的磷酸鐵鋰離子電池能量密度也僅達(dá)到150Wh/kg左右，據(jù)國(guó)內(nèi)電池行業(yè)專家剖析，未來(lái)幾年之內(nèi)，磷酸鐵鋰離子電池的能量密度能夠達(dá)到300Wh/kg的希望非常渺茫。

不同于體積龐大的電動(dòng)巴士，關(guān)于家用電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，空間永遠(yuǎn)是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰離子電池將會(huì)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(shí)的放電續(xù)航也會(huì)受到比較大的影響。相對(duì)而言能量密度較高的三元鋰離子電池在解決重量問(wèn)題的同時(shí)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(dòng)汽車在實(shí)際使用中的重要環(huán)節(jié)，而三元鋰離子電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰離子電池有著非常大的優(yōu)勢(shì)。

目前市面上較為常見(jiàn)的充電方式為恒流恒壓式充電。一般在充電開(kāi)始時(shí)先采用恒流充電，此時(shí)的電流較大，充電效率相對(duì)更高。而在電壓達(dá)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(gè)過(guò)程中，恒流充電容量與電池總?cè)萘康谋戎担Q為恒流比。它是衡量一組電池在充電過(guò)程中充電效率的關(guān)鍵數(shù)值。通常百分比越大說(shuō)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，三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池在10C以下充電時(shí)，恒流比無(wú)明顯差距，10C以上倍率充電時(shí)，磷酸鐵鋰離子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

關(guān)于家庭用車來(lái)說(shuō)，三元材料和磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的額定循環(huán)壽命都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了實(shí)際用戶的使用習(xí)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(dòng)汽車車主，全年僅有冬季最冷的1個(gè)多月，頻繁開(kāi)暖風(fēng)的時(shí)候才能達(dá)到2天一充電，其余時(shí)間基本3-4天一充。假設(shè)全年平均3天一充電來(lái)計(jì)算，使用1年要充大約6次電，循環(huán)壽命1000次使用完畢大約要8年時(shí)間，這也基本超過(guò)了目前我國(guó)消費(fèi)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(jī)汽車中危害最大的部分是蘊(yùn)含巨大能量的燃料，像汽油這樣燃點(diǎn)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(dòng)力鋰電池，經(jīng)過(guò)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(zhǔn)確的控制，預(yù)防事故的出現(xiàn)。

以比克18650電池產(chǎn)品為例。在單體電芯工藝上，比克選擇在正負(fù)極分別配置保護(hù)添加劑和反應(yīng)性添加劑，阻止電解液分解導(dǎo)致的安全問(wèn)題。同時(shí)添加陶瓷隔膜和負(fù)極陶瓷涂層等安全防護(hù)手段，從根源控制事故的出現(xiàn)。此外，比克小型圓柱18650電池成組模式，每顆電池之間都保持足夠的安全距離，確保單顆電池的事故不會(huì)對(duì)其他電池造成影響。

三元鋰離子電池正在主導(dǎo)未來(lái)的動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，美國(guó)的特斯拉一直是國(guó)內(nèi)諸多車企的標(biāo)桿。而談到傳統(tǒng)車企研發(fā)新能源汽車的實(shí)力，寶馬i3的推出也成為了教科書(shū)般的典范。有趣的是，這兩款車都選擇了三元鋰離子電池作為動(dòng)力鋰電池。反觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，像江淮、比亞迪、北汽等不少汽車廠商也開(kāi)始將旗下原本使用磷酸鐵鋰離子電池的車型換裝三元鋰離子電池。