2020年，一根鋼針將比亞迪和CATL之間的戰(zhàn)爭徹底擺在了臺前。

不久前，比亞迪公開公布刀片電池順利通過針刺測試，結(jié)果顯示：三元鋰電池在針刺后迅速冒煙、劇烈燃燒，而刀片電池?zé)o明顯變化，發(fā)熱極其輕微。隨后，CATL也多次公布自家三元鋰電池包針刺測試視頻，來證明自己同樣能夠?qū)崿F(xiàn)針刺的技術(shù)。

從此，以比亞迪和CATL為代表的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池路線之爭烽火再起，開始了你來我往的隔空互撕。

那么，刀片電池和三元鋰電池到底有什么優(yōu)缺點足以讓兩大公司開戰(zhàn)？現(xiàn)有的動力鋰電池在整體性能上又表現(xiàn)如何，有什么優(yōu)缺點呢？

今天，我們就一起來分析一下。

01

動力鋰電池的含義

在分析優(yōu)缺點之前，我們要先了解一下動力鋰電池的含義和工作原理：

什么叫動力鋰電池呢？動力鋰電池是指為工具供應(yīng)動力來源的蓄電池，我們生活中常見的電動汽車、電動自行車用的都是蓄電池。

一輛電動汽車的好壞取決于動力鋰電池的質(zhì)量，而動力鋰電池的好壞，也有幾個重要指標(biāo)：比能量、能量密度、比功率、循環(huán)壽命和成本。一輛電動汽車要想和燃油汽車來一場綜合PK，關(guān)鍵就是要看它是否擁有比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。

什么是比能量、比功率呢？

比能量是指電池單位質(zhì)量所能輸出的電能，單位是Wh/kg。通俗一點就是吃了這個饅頭，你能跑多長時間。

比功率是描述電池在瞬間放出能量的能力，單位是W/kg。

比能量高的動力鋰電池就像龜兔賽跑里的烏龜，耐力好，可以長時間工作，續(xù)航里程也長。

而比功率高的動力鋰電池就像百米賽跑里的博爾特，速度快，能供應(yīng)很高的瞬間電流，來保證汽車的加速。

我們了解了電池好壞的標(biāo)準，那么它是怎么發(fā)電讓車跑起來呢？

02

動力鋰電池工作原理

因為現(xiàn)在大部分電動汽車都是用的鋰電池，在這里，我們也以鋰電池的工作原理為例進行分析：

鋰電池有多層結(jié)構(gòu)，重要包含正極材料、負極材料、電解液、隔膜等。鋰離子就像一個調(diào)皮的孩子，每天在正負極之間的來回地進去再出來，這樣就完成了電能的儲存和釋放。

鋰電池工作原理圖（圖源網(wǎng)絡(luò)）

電池充電時，正極材料中的鋰離子跑出來，穿過隔膜進入到負極石墨中；電池放電時，鋰離子又從負極石墨中跑出來，跨過千山萬水再回到正極中。隨著不斷地充放電，鋰離子就不斷的從正極和負極中進入和脫出。

這樣，一輛電動汽車就能充滿電出去兜風(fēng)了。

以上這個案例講解的是化學(xué)電池在電動汽車中的應(yīng)用，其實按照能量來源的不同，動力鋰電池可以分為物理電池、化學(xué)電池和生物電池三種。

然而，到目前為止，只有化學(xué)電池被廣泛地應(yīng)用于電動汽車中，因此我們常見的動力鋰電池工作原理都基本類似，只不過正負極材料不同罷了。

03

常見電池的優(yōu)缺點

了解了上述的重要指標(biāo)和工作原理,接下來就可以一起來看看常見動力鋰電池鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池的差別和優(yōu)缺點了。

鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池是一種電極由鉛及其氧化物制成，硫酸溶液為電解液的蓄電池。

在比能量方面：它的比能量低，也就是說一次充電行駛里程短，充電時間長。

使用壽命方面：使用壽命短，一般使用壽命為2年，日常維護也比較頻繁。

工作電壓：除鋰電池外，在常用的蓄電池里，鉛酸蓄電池的電壓可能是最高的，為2.0v，比鎳氫電池都要高。

除此之外，鉛酸蓄電池具有電壓穩(wěn)定、價格便宜、高倍率放電性能良好、高低溫性能良好等特點。但是鉛酸蓄電池的比能量低，壽命短，并且鉛對環(huán)境有很大的污染。比如我們生活中用到的手電筒、電動輪椅等，都在運用鉛酸蓄電池。

鎳氫電池

鎳氫電池是一種性能良好，以活性物質(zhì)氫氧化鎳作為電池正極的蓄電池。

和鉛酸蓄電池相比，鎳氫電池的比能量和比功率都很高：目前商業(yè)化的鎳氫功率型電池能做到1350W/kg。

循環(huán)壽命也更長，可循環(huán)次數(shù)達到1000次以上，是鉛酸蓄電池的3倍以上。

此外，鎳氫電池還是無污染電池。綜合來看，鎳氫電池整體要比鉛酸蓄電池優(yōu)秀很多。和鋰電池相比，鎳氫電池電流大、價格成本低、具有耐過充過放的好性能。

鎳氫電池就像一個不偏科成績中上等的孩子，有些地方可能不及別人，但整體來說還是很穩(wěn)的。以豐田Prius為代表的HEV車型正是應(yīng)用了這一動力鋰電池，良好的性能才獲得了普遍的市場認可。

鋰電池

鋰電池是指采用含有鋰元素的材料作為電極的蓄電池。比如TSLAModel3、比亞迪E6使用的磷酸鐵鋰電池以及ModelS的三元鋰電池等等，都是鋰電池作為動力源的新能源汽車。

和鎳氫電池相比，鋰電池工作電壓高，比能量高，循環(huán)壽命也更長，可達6年以上。鋰電池的工作電壓為3.7v，是鎳氫電池的3倍。鋰電池的比能量已達到150Wh/kg，是鎳氫電池的1.5倍左右。目前，鋰電池的循環(huán)壽命已達到1000次以上，在低放電深度情況下可以達到幾萬次。

鋰電池的整體性能要比鎳氫電池好很多，但鋰電池的成本很高，并且還必須要有特殊的保護電路來防止電池過放過充，這一點還不如前面的鎳氫電池。

比亞迪和CATL的明爭暗斗，正是展開在鋰電池領(lǐng)域。刀片電池采用的是磷酸鐵鋰電池，其在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(yīng)，循環(huán)壽命高，缺點為低溫性能差，能量密度較低。而三元鋰電池的能量密度高，低溫性能優(yōu)異，電壓平臺高，續(xù)航里程長，輸出功率較大，但高溫穩(wěn)定性差，安全性不如刀片電池，造價也比較高。

刀片電池和三元鋰電池的競爭相當(dāng)于在安全性能和續(xù)航里程上做選擇，而這兩點都是市場的痛點，更是人們購車時的第一考量。

綜合來說，鋰電池整體性能高于鎳氫電池，鎳氫電池又高于鉛酸蓄電池。除此之外,還有一種理想燃料---氫燃料動力電池，是將氫這種化學(xué)元素轉(zhuǎn)換成電能的電池。這種電池具有無污染、無噪音、高效率的優(yōu)點，整體性能將高于以上所有動力鋰電池,但成本卻是普通汽油機的近100倍。其實，每一種電池總有一些瑕疵，限制它的使用和發(fā)展，但隨著未來科技的不斷發(fā)展，相信這些瑕疵很快都會被解決，助力新能源汽車的快速發(fā)展，為人類帶來更多的便利和舒適。