磷酸鐵鋰電池 VS 三元鋰電池 誰才能得到消費(fèi)者的認(rèn)可

在說這個(gè)話題之前，先問大家一個(gè)問題：

對(duì)于新能源汽車來說，你覺得最重要的是什么?

對(duì)，沒錯(cuò)，就是電池。

我們可以做個(gè)這樣的比喻：

汽車也有"心臟"，燃油車的心臟就是內(nèi)燃機(jī)，而電動(dòng)車的心臟就是電池。

"心臟"的好壞決定了車輛行駛的長(zhǎng)短。

作為電動(dòng)汽車界的領(lǐng)軍者-特斯拉，在2020年1月份宣布中國(guó)版的Model 3系列將在下半年生產(chǎn)中，搭載中國(guó)企業(yè)寧德時(shí)代生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池。

看到這個(gè)消息，肯定有同學(xué)會(huì)疑問了：

寧德時(shí)代是什么樣的公司?它的技術(shù)有多厲害，能被特斯拉采用?

今天咱們就來說說這個(gè)。

寧德時(shí)代

寧德時(shí)代是由被稱為“中國(guó)電池大王”的曾毓群在2011年成立的公司。

成立6年，就晉升為動(dòng)力電池行業(yè)龍頭，2017年銷量全球第一，2018年更是迅速登陸A股創(chuàng)業(yè)板，目前市值大約是4600億人民幣。

到今天為止，中美歐以及日韓地區(qū)的主流車企幾乎都成了寧德時(shí)代的客戶，其中包括特斯拉、寶馬、大眾、豐田、現(xiàn)代、上汽、蔚來等品牌。

能做成這么大的成就，必定有兩把刷子的。

寧德時(shí)代的"武器"有兩把，除了常見的“磷酸鐵鋰”電池之外，還擁有一個(gè)領(lǐng)先全行業(yè)的秘密武器—三元鋰電池。

那這兩種電池有啥區(qū)別呢?

鋰電池

首先咱們先來了解鋰電池。

鋰電池主要分為軟包形、圓柱形、方殼形。

雖然它們的形狀不一樣，但是工作原理都是一樣的。

鋰離子電池是以碳材料為負(fù)極，通常是石墨;以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，它工作原理主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。

具體來說是這樣的：

當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

同樣，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)，也就是我們使用電池的過程。嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。

鋰電池爆炸

但是之前我們總看到這樣的消息，說某品牌手機(jī)鋰電池會(huì)爆炸。

這是因?yàn)槭裁丛蚰?

我們知道電池中的鋰金屬化學(xué)性質(zhì)十分活躍，是易燃物質(zhì)。

一旦和空氣接觸，就會(huì)跟空氣中的水發(fā)生猛烈的化學(xué)反應(yīng)，瞬間產(chǎn)生大量的氫氣，并釋放出熱能，極易引起燃燒和爆炸。

用高中化學(xué)的知識(shí)就是這樣的一個(gè)方程式：

2Li+2H2O=2LiOH+H2

而現(xiàn)在鋰電池中的鋰，經(jīng)過處理后會(huì)降低活性。在鋰電池正負(fù)極之間，還有一層金屬薄膜，可以防止電池內(nèi)部短路。

再加上我們使用的電池都是密封的，鋰離子根本沒有機(jī)會(huì)和空氣直接接觸，從而有效的保證了電池的安全。

磷酸鐵鋰VS三元鋰電池

那什么是磷酸鐵鋰電池，什么又是三元鋰電池?

其實(shí)它們都只是正極材料不同而已。因?yàn)椴煌愋偷匿囯姵刎?fù)極都是石墨，正極材料不同。所以用正極材料來區(qū)分不同類型的鋰電池。

也就是說：

磷酸鐵鋰電池就是用磷酸鐵鋰做正極，三元鋰電池也叫三元聚合物鋰電池，主要是由鎳鈷鋁或者是鎳鈷錳 做正極。

那么這兩種電池有什么區(qū)別呢?

簡(jiǎn)單來說磷酸鐵鋰電池，它主要的優(yōu)點(diǎn)是安全性高，循環(huán)壽命更長(zhǎng)，理論壽命可以達(dá)到7到8年。但是缺點(diǎn)就是能量密度低，意味著續(xù)航能力差。

反觀三元鋰電池這邊呢，它的主要優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能密度更高，意味著續(xù)航能力高。但是缺點(diǎn)就是安全性差，壽命差，并且元素是有毒的。

三元鋰電池

三元鋰電池它的三種正極材料都是夾在一起的。

但是由于鈷離子的半徑比較大，所以它們搭在一起的時(shí)候會(huì)留出一個(gè)固定的空隙，給那些鋰離子自由出入，因此鈷酸鋰相對(duì)來說比較穩(wěn)定。

而鎳離子的半徑要小過鋰離子，所以鎳酸鋰能量密度會(huì)更大，而又由于其太密實(shí)了，就容易出現(xiàn)陽離子混排的現(xiàn)象。

所以三元鋰電池鎳成分不可以太高。

這時(shí)就需要添加鈷來增加電池的穩(wěn)定性，但是鈷卻是比較貴的金屬，全球的儲(chǔ)備量有限。為了降低成本，就用錳和鋁元素來作為支撐材料，同時(shí)也就只能降低鈷含量。

但是沒有鈷的話穩(wěn)定性會(huì)比較差。

在2020年又出現(xiàn)了寧德時(shí)代的無鈷電池，要說明的是這并不是真正的"無鈷電池"。它其實(shí)就是采用CTP技術(shù)設(shè)計(jì)的磷酸鐵鋰電池。

CTP技術(shù)就是把電芯放入設(shè)計(jì)好的電池包內(nèi)，然后按照最佳的排列組合方式，組裝成高效的鋰電池。

這樣優(yōu)化的結(jié)果是，體積利用率可以提高15%-20%，能量密度可以提升10%-15%。零部件數(shù)量可以減少40%，生產(chǎn)效率可以提升50%，投入應(yīng)用后會(huì)大幅降低動(dòng)力電池的制造成本。

作為寧德時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手比亞迪公司在2020年3月發(fā)布了一款刀片電池。

它的本質(zhì)還是磷酸鐵鋰電池，只不過是電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有所創(chuàng)新。它其實(shí)就是直接把電芯寬度無限拉長(zhǎng)，厚度做薄，做成90厘米甚至快1米的超長(zhǎng)電芯，也就是又扁又長(zhǎng)，像刀片一樣。

這樣改造的結(jié)果就是體積能量密度提升明顯，較原有電池系統(tǒng)可提升30%以上。并且節(jié)省物料、人工費(fèi)用等，成本有望降低30%，并且刀片電池更薄，因而散熱效果更好。

不管是寧德時(shí)代的CTP技術(shù)，還是比亞迪的刀片電池，最終都提高了磷酸鐵鋰電池的能量密度，目的是讓其能達(dá)到三元鋰電池的水平。

同時(shí)改造后的磷酸鐵鋰的電池，都能達(dá)到400公里以上的續(xù)航里程需求。而整個(gè)電池生產(chǎn)的其他材料無需改變，并且生產(chǎn)線變動(dòng)也不大，也就是很快能量產(chǎn)。

簡(jiǎn)單來說，這兩種技術(shù)都是通過提升生產(chǎn)效率來降低電池的成本。

最后

如今新能源汽車和充電裝置已經(jīng)被列入了國(guó)家的“新基建”計(jì)劃，毫無疑問，它將會(huì)迎來一個(gè)巨大、更加富有挑戰(zhàn)性的市場(chǎng)。

汽車產(chǎn)業(yè)一直都是世界上最大的產(chǎn)業(yè)之一，面對(duì)新能源革命。

新能源汽車大概率將會(huì)在未來成為事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重要支柱產(chǎn)業(yè)，而動(dòng)力電池恰恰就是新能源汽車的生命源泉所在。

在三元鋰電池領(lǐng)域?qū)幍聲r(shí)代已經(jīng)是老大了。

隨著CTP技術(shù)的無鈷電池的出現(xiàn)，寧德時(shí)代將磷酸鐵鋰電池的成本降低到了600元以內(nèi)，而三元鋰的成本還維持在1000元左右。

正是由于寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池成本的大幅降低，也吸引了迫切想要提升銷量的特斯拉，兩者一拍即合。為新車裝上了磷酸鐵鋰電池，這樣一來，特斯拉的新車的價(jià)格有望進(jìn)一步下降。

最終受益的還是咱們老百姓。

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