純電動(dòng)汽車剛剛興起的時(shí)候，很多車型都是用磷酸亞鐵鋰作為動(dòng)力電池。但近年來三元鋰電池后來居上，占據(jù)半壁江山。但隨著比亞迪刀片電池的出現(xiàn)，我們看到了磷酸鐵鋰電池的新潛力。

那么是磷酸鐵鋰電池更好還是三元鋰電池更適合時(shí)代呢？今天我們就來對(duì)比一下最近很火的刀片電池和三元鋰電池的區(qū)別。

磷酸亞鐵鋰與三元鋰

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，三元鋰和磷酸亞鐵鋰是最常用的兩種鋰離子電池。三元鋰電池之所以命名為‘三元’，是因?yàn)樗恼龢O材料是鎳金剛石鋁(NCA)或鎳金剛石錳(NCM)，而磷酸鐵鋰電池的正極材料是磷酸亞鐵鋰。

其實(shí)關(guān)于三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的優(yōu)劣爭論從來就沒有停止過，只是因?yàn)楦髯杂兄r明的特點(diǎn)，一直沒有一個(gè)很直觀的結(jié)論。

磷酸鐵鋰電池采用鐵作為電池的原料，成本低，不含重金屬，對(duì)環(huán)境污染小，工作電壓為3.2V，磷酸亞鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)定，零電壓儲(chǔ)存不會(huì)滲漏。高溫或過充時(shí)非常安全，充電速度快，放電功率高，無記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命長。磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)是性能受溫度影響較大，尤其在低溫環(huán)境下，放電容量和容量會(huì)大大降低，產(chǎn)品的良率和一致性也受到質(zhì)疑。

三元鋰電池包含多種不同比例的電池。按形狀可分為軟袋電池、圓柱形電池和方形硬殼電池。其標(biāo)稱電壓可達(dá)3.6-3.8V，能量密度高，電壓平臺(tái)高，真密度高，續(xù)航里程長，輸出功率大。由于Ni-Co-Al在高溫下結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性差，但低溫性能優(yōu)異，但成本相對(duì)較高。

磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是目前乘用車動(dòng)力電池的兩種主要類型，各有優(yōu)缺點(diǎn)。但是，刀片式電池結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)確實(shí)對(duì)傳統(tǒng)三元鋰電池的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。搭載刀片電池的韓續(xù)航里程已經(jīng)超過600公里，續(xù)航距離堪比三元鋰電池。

刀片電池的創(chuàng)新在哪里？

刀片電池本質(zhì)上是磷酸鐵鋰電池，所謂刀片電池是指物理結(jié)構(gòu)的變化。

傳統(tǒng)電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多個(gè)電芯組成，這些電芯通過螺栓用橫梁和縱梁固定在外殼上，形成電池組。在這種電芯、電池模塊、電池組一體化設(shè)計(jì)中，橫梁和縱梁占據(jù)了大量空間，螺栓等附件增加了重量，限制了電池組總?cè)萘亢湍芰棵芏鹊奶岣摺?p>無論是特斯拉的三元鋰電池，還是比亞迪之前的磷酸鐵鋰電池，封裝設(shè)計(jì)都差不多。在這樣的結(jié)構(gòu)下，相比三元鋰電池，能量密度更小的磷酸鐵鋰電池自然不占優(yōu)勢。這也是近年來三元鋰電池成為主流的原因。

為了在車身下方空間有限的情況下，進(jìn)一步提高電池組的容量，刀鋒電池采用了CTP(Cell To Pack)的設(shè)計(jì)思路，將電芯直接以陣列的方式安裝在電池組外殼內(nèi)(省去了將電芯組裝成模塊的步驟)。這種設(shè)計(jì)在保持電池組強(qiáng)度的前提下，可以省略橫梁、縱梁和各種螺栓等附件，從而提高電池組外殼內(nèi)部的空間利用率，實(shí)現(xiàn)電池組總?cè)萘亢湍芰棵芏鹊奶岣摺?p>因此，葉片電池在采用原有電池類型和技術(shù)的前提下，大大提高了純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。此外，輕薄的矩形電池可以帶來出色的散熱效果。

當(dāng)?shù)镀姵丶夹g(shù)與磷酸鐵鋰電池技術(shù)相結(jié)合時(shí)，鋰的體積能量密度

從刀片電池量產(chǎn)后的現(xiàn)狀來看，韓春電動(dòng)版最長續(xù)航里程為605km，接近主流三元鋰離子電池純電動(dòng)車650km的續(xù)航里程，其更高的安全系數(shù)和更好的容量衰減特性使得磷酸鐵鋰電池重回市場。

誰是電動(dòng)車的未來？

文章開頭我們提到早期的電動(dòng)車大多使用磷酸鐵鋰電池，但后來隨著與電池能量密度掛鉤的補(bǔ)貼政策，再加上用戶對(duì)純電動(dòng)續(xù)駛里程的要求以及三元鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，市面上的新能源車大多都配備了三元鋰離子電池。

在一個(gè)純電動(dòng)續(xù)航里程和電池能量密度已經(jīng)成為影響補(bǔ)貼的兩大核心指標(biāo)的時(shí)代，盲目追逐補(bǔ)貼實(shí)際上讓很多技術(shù)不成熟的產(chǎn)品為了更高的能量密度而犧牲了安全性，各種層出不窮的起火、召回案例正在為這些亂象買單。

但是，電力市場的發(fā)展方向畢竟是好的。隨著補(bǔ)貼政策的下降，政策紅利的逐漸減弱，行業(yè)對(duì)純電動(dòng)續(xù)航里程和電池能量密度的追求不再像以前那樣狂熱。磷酸亞鐵鋰更高的安全性、更高的經(jīng)濟(jì)性、更好的循環(huán)壽命再次被更多車企選擇。

雖然補(bǔ)貼有所下降，但對(duì)于消費(fèi)者來說，最重要的還是磷酸鐵鋰電池能不能拿到補(bǔ)貼。根據(jù)國家最新補(bǔ)貼政策，車輛續(xù)航里程至少300km，電池系統(tǒng)能量密度不低于125Wh/kg。

近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，磷酸鐵鋰電池的能量密度有了一定程度的提高。比亞迪、李紳、郭萱等電池廠商量產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池電芯能量密度可達(dá)190Wh/kg，有望達(dá)到220Wh/kg。比亞迪的刀片電池能量密度也達(dá)到了140Wh/kg，NEDC標(biāo)準(zhǔn)下續(xù)航里程可達(dá)605km。

所以從技術(shù)上來說，要達(dá)到補(bǔ)貼所需的兩個(gè)指標(biāo)并不難。那么循環(huán)壽命長、成本更低的磷酸鐵鋰電池會(huì)占據(jù)主要市場嗎？

首先需要肯定的是，刀片電池的性能足夠優(yōu)秀，可以用更低的價(jià)格獲得同等續(xù)航里程和技術(shù)性能的產(chǎn)品。磷酸鐵鋰電池重復(fù)使用不是壞事，但彌補(bǔ)了磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)，安全性更高。但對(duì)于磷酸亞鐵鋰市場來說，由于材料的限制，電芯的能量密度很難有跨越式的發(fā)展。畢竟不是所有車企都有刀片電池等CTP電池組技術(shù)。

總的來說，三元鋰電池具有更高的發(fā)展?jié)摿Α５镀姵刈鳛橐环N新的封裝技術(shù)，可以使磷酸鐵鋰電池達(dá)到現(xiàn)階段三元鋰電池的水平，而且更安全，更便宜。但三元鋰將是未來的主流應(yīng)用技術(shù)。比亞迪也承認(rèn)，以三元鋰電池為核心的葉片電池理論上會(huì)有更強(qiáng)的續(xù)航能力，但做成葉片電池的形式，在碰撞(尤其是擠壓)方面還需要投入更多的研究。