谈“磷”色变还是吹爆“三元”？关于车用动力电池，您了解多少？
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2024-07-25 19:03
上海
动力电池是新能源时代汽车上的非常重要、成本极高的核心能源储存部件。买新能源车，不仅仅要看冰箱彩电大沙发，一直给你不停出力的动力电池更是需要关注的重点。今天呢，我们对新能源汽车行业的电池进行一番科普，聊聊电池介质材料、电芯排列方式以及未来发展方向等等。是不是闭眼选磷酸铁锂就能保证安全性高枕无忧？三元锂电池和磷酸铁锂差好几万到底该不该多掏钱？看完今天的科普，您或许就会豁然开朗。一般动力电池说起来就是三元锂电池和磷酸铁锂电池。那这两种电池分别有哪些不同呢？咱们依次自从安全到构造、原理上解释，磷酸铁锂真就一无是处？三元锂真是版本答案？所谓的三元锂和磷酸铁锂指的是正极材料，负极一般为石墨。其实从化学原理的角度来看，磷酸铁锂电池是更加安全的，更不容易自燃的。同时其较为不活泼的电解质和极板材料也注定了它的锂枝晶生长速度更慢，而生长出来的锂枝晶还原的可能性也更大；而三元锂电池的金属活泼性更强，氧化还原速度和猛烈程度都更甚，特别是811三元锂电池，它Ni（元素）的占（正极材料）比达到了80%，带来更强的储能性能的同时，危险程度也是最高的，所以说新能源时代更多的考察的是车企在安全性上的综合考量。
那么网传的磷酸铁锂起火多，和正极材料本身没什么关系，主要就是之前的几次集中出现的事故导致大家对于它有了一些想法。这些事故很多还都是托底引起的，这点上长城Hi4-T和新普拉多就比较聪明，把电池架起来，在后座下面或者后备箱里，就免得被地形刮到导致隐患。首先从宏观上面来看，能量密度和储能能力不同，整体而言，三元锂电池的能量密度是要高于磷酸铁锂电池的，这样的话占用车内空间就要相对小于磷酸铁锂电池。不侵占更多车内空间，对于家用为主的车型来说自然是件好事了。更高的能量密度可以让车辆装入更多的电池组，来提升续航里程，国内比较著名的超大容量电池就是蔚来的150kWh以及红旗EH7的111kWh电池组。三元锂电池的能量密度可以达到150-220Wh/kg，而磷酸铁锂电池的能量密度则仅为130-140Wh/kg。
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（奔驰EQS轿车的电池组做的很扁，尽可能不占用车内空间）![]()
（用到实车上，EQS轿车的离店间隙和谐而且电池不外突出）从构造上面看，主要区别就是正极材料和生产成本不同，磷酸铁锂电池正极用的是磷酸铁（锂盐），这种材料的成本较低。三元锂电池的正极主要使用的是镍、锰、钴的合成材料，这几种金属的价格都要比磷酸铁锂盐要贵上很多。我们查到磷酸铁锂盐的价格为4.3万元每吨，而就算是最便宜的N5C2M3（镍钴锰分别为5:2:3）由于有镍钴这种半活泼金属单质的存在价格一定是远远高于一个简单矿物盐的。再往里面看看，电芯堆叠方式不同，三元锂电池的堆叠方式一般都是柱状垂直排列，有代表性的两家厂商就是特斯拉和宁德时代。特斯拉这边就是知名的4680大圆柱电池了，而宁德时代虽然助推方形麒麟电池，不过也针对个别客户需求，研发成功了像4680、4695等大圆柱电池。我们就以4680大圆柱电池为例，这种电池包内包含数百个圆柱状的电池，每排电池之间加入冷却带，然后用聚氨酯泡沫把大量圆柱电池一齐注入电池包中，因此看着电池包就如同蜂窝一般。国内把磷酸铁锂电池发扬光大的是比亚迪，可以说这种平行堆叠的电芯排布方式是比亚迪的一次技术突破，它一定程度上打破了电池封装的技术壁垒，将电芯层层缠绕后变为了片状排列，也就是我们俗称的“刀片电池”，直观上看起来就像是伏打电堆，这样让电池看着又大又薄，而且还更容易塑性，适配性也不输主流三元锂电池，所以很多纯电车的低配版本出于成本考虑就会选择比亚迪的磷酸铁锂电池，比如别克、特斯拉等等。那么谁的表现不错呢？其中，搭三元锂电池表现较好的有欧拉闪电猫和极狐阿尔法S，比如在此前懂车帝冬测当中，在零下40度的低温下，欧拉闪电猫和极狐阿尔法S的续航达成率均已超过50%，而且在我们夏天测试的时候，闪电猫四驱版的百公里电耗居然只有14度左右，这成绩属实是非常厉害。而搭磷酸铁锂电池的表现较好的有特斯拉Model Y磷酸铁锂版本，续航比较扎实。最后，我们聊聊电池未来发展方向：其中的主要方向之一就是固态电池了。这种电池的一大特点就是能量密度高，跟锂电池200Wh/kg上下的能量密度相比较，固态电池的能量密度有望达500Wh/kg，也就是直接高出一倍，这样的话续航表现自然会非常出众，直接解决出行焦虑了。
同时，固态电池使用寿命长，因为这种电池不存在液态电解质，而液态电解质会抑制锂枝晶的生长，这样就会导致锂电池寿命衰减了。另外，液态电池的电解液泄露非常易燃，危及人身安全。而没有电解液的固态电池就不会有这种风险，安全性自然更高。（丰田bZ舒享空间的量产版本将会率先搭载固态电池）而除了像固态电池这样的高能量密度电池外，低能量密度电池的发展方向或许是钠离子电池。因为跟锂电池相比，钠离子电池成本要低不少，而且稳定性更高，不易自燃，另外充电速度也很快，据说在常温下钠离子电池的电量从0-80%只需要15分钟。钠离子电池就会应用在比如说快递配送车、各种剁椒鱼头上，不过因为各种原因，暂时还没有更多关于钠离子电池应用的消息。而有被看好的就有不被看好的，像镍氢电池未来将有可能被淘汰。为什么这么说呢，因为在能量密度和功率密度方面，镍氢已经远不如锂电池了，而且还需要定期的把它充满（用过老LG手机的都知道）。像丰田旗下的混动车型此前是搭载镍氢电池组，但是现在也像丰田或者雷克萨斯的车型开始搭载锂电池组了，就像我们之前更给大家展示的第九代凯美瑞上的THS 5.0技术，对于家用轿车来说还是锂电池更香。所以说，买电车其实买的很大一部分就是电池。然而，电池的好坏又没有一个特别绝对的标准。比如说三元锂电池虽然能量密度大，吃得多跑的远，但是“燃起来”确实相当吓人；比亚迪磷酸铁锂电池虽然说装的少，冬天还性能差，但是它确实让你7.98万元买上了插混，9.98万元获得续航2000km。还是要摒弃掉看xx色变的态度，根据自己的用车情况选择对应的电池版本，毕竟，自己用的开心才是花钱买车的真谛。对于电池选择您有什么别的看法，欢迎在评论区留言，我们下期见！
