弄懂動力電池主流技術那些事 從鋰電池分類著手只需短短三分鐘

      “磷酸鐵鋰雖好，但不及三元電池之優?！?br />       新能源汽車的動力電池可以分為二次電池（包括鉛酸電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰電池）和燃料電池。

      本期我們繼續將其細化，從鋰電池的分類入手，解析目前市場上動力電池的主流技術路線。

      工作原理
      首先糾正一個概念，鋰電池按照正負極使用的材料不同，通常分兩大類 ：
      鋰金屬電池，也就是使用二氧化錳為正極材料，金屬鋰或其合金金屬為負極材料的電池；鋰離子電池，使用鋰合金金屬氧化物為正極材料，石墨為負極材料電池。
      鋰金屬電池其性質不夠穩定而且不能充電，所以不屬于二次電池。對于新能源汽車來講，我們平時說的鋰電池，就是指鋰離子電池。

      我們來看看鋰離子電池的工作原理，如下圖：

      鋰離子電池主要由正極（含鋰化合物），負極（碳素材料），電解液，隔膜四個部分組成：
      電池充電時，正極上鋰原子電離成鋰離子和電子（脫嵌），鋰離子經過電解液運動到負極，得到電子，被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中（插入）；
      電池放電時，嵌在負極碳層中的鋰原子，失去電子（脫插）成為鋰離子，通過電解液，又運動回正極（嵌入）；
      鋰電池的充放電過程，也就是鋰離子在正負極間不斷嵌入和脫嵌的過程，同時伴隨著等當量電子的嵌入和脫嵌。鋰離子數量越多，充放電容量就越高。
      分類
      因正極材料不同，鋰離子電池主要分為：磷酸鐵鋰（LFP），鎳酸鋰（LNO），錳酸鋰（LMO），鈷酸鋰（LCO），以及鎳鈷錳酸三元鋰（NCM）、鎳鈷鋁酸三元鋰（NCA），負極材料主要采用石墨碳材料。

      各類型的化學成分，結構以及主要性能比較如下：

      技術路線
      基于上表，我們來理一理不同類型鋰電池在市場的應用情況。
      先說說鈷酸鋰，作為鋰電池的鼻祖，當然也可能是作為動力電池先試試水，最先用在特斯拉Roadster上，但由于其循環壽命和安全性都較低，事實證明其并不適用作為動力電池。為了彌補這個缺點，特斯拉運用了號稱世界上最頂尖的電池管理系統來保證電池的穩定性。鈷酸鋰目前在3C領域的市場份額很大。
      第二是錳酸鋰電池，主要最先由電池企業AESC提出，這個AESC來頭可不小，是日產和日本電氣股份有限公司（NEC）的合資。錳酸鋰代表車型是為日產聆風，由于其價格低，能量密度中等，安全性也一般，具有所謂的較好綜合性能。所謂成也蕭何敗也蕭何，也是正因為這種不溫不火的特性，其逐步被新的技術所替代。
      接著是磷酸鐵鋰，作為比亞迪的主打，其穩定好，壽命長，且具有成本優勢，特別適用于需要經常充放電的插電式混合動力汽車，但其缺點是能量密度一般。
      最后是三元鋰電池，作為冉冉升起的新星，能量密度可達最高，但安全性相對較差。對于續航里程有要求的純電動汽車，其前景更廣，是目前動力電池主流方向。

      下圖是今年7月特斯拉發布的MODEL 3，采用松下的21700型的三元（NCA）圓柱形的電池。

      其實，動力電池市場上，存在著中日韓三國巨頭的技術路線之爭，它們都在招兵買馬，拓展疆土，搶奪山頭，上演著所謂的“三國演義”。