磷酸鐵鋰離子電池：比亞迪漢EV

磷酸鐵鋰離子電池，可謂是占據(jù)了純電動汽車電池產(chǎn)業(yè)的半壁江山，近些年由于國家新能源補貼政策的改變以及能量密度基本觸到電池發(fā)展的天花板，顯得有些英雄垂暮，但成本低、安全性好也讓磷酸鐵鋰離子電池沒有完全退出舞臺。

磷酸鐵鋰離子電池正極采用了磷酸鐵鋰，穩(wěn)定的橄欖石結(jié)構(gòu)讓這種電池安全性能更好，充放電性能也更加優(yōu)異，1C充放循環(huán)壽命可以達到2000次，穿刺不爆炸，過充時不容易燃燒和爆炸。在這一方面可以說是吊打NCA電池和NCM電池。

但磷酸鐵鋰離子電池的缺點在于低溫性能差、能量密度低，在北方等寒冷地區(qū)，純電動汽車的續(xù)航里程會大打折扣，這也是很多車企逐漸拋棄這種電池的原因之一。現(xiàn)在搭載磷酸鐵鋰的電池已經(jīng)很少了，2016款比亞迪秦EV搭載的就是磷酸鐵鋰離子電池。

比亞迪最近公布的刀片電池實際上就是磷酸鐵鋰離子電池，通過對電池疊片方式的更新升級，進一步提升了磷酸鐵鋰離子電池的體積能量密度，讓磷酸鐵鋰離子電池有了更多的可能性。

即將推出的漢EV車型就搭載了刀片電池，據(jù)稱新款秦ProEV也會換用這款電池。比亞迪漢EV四驅(qū)高性能版本的續(xù)航里程能達到550km，兩驅(qū)長續(xù)航版本車型續(xù)航里程則為605km，與很多搭載了NCM電池的純電動汽車型比較，這個數(shù)據(jù)也很有優(yōu)勢。

三元鋰離子電池：蔚來ES6、特斯拉ModelS

在市場占有率上，三元鋰離子電池可以說與磷酸鐵鋰離子電池平分秋色，其中NCM電池則是單元電池中主流品類。NCM代表了正極重要成分鎳、鈷、錳，而我們常說的811、523、622等數(shù)字則代表著電池中這三種金屬的比例。

鎳作為電池正極的活性物質(zhì)，是電池反應(yīng)中重要參戰(zhàn)成分之一，可以理解為電流就是由這種物質(zhì)在不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)化出現(xiàn)的。鈷則作為材料穩(wěn)定劑存在，保證正極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定從而減緩電池衰減速度，但鈷配比過高相對應(yīng)著活性物質(zhì)鎳的含量下降，會導(dǎo)致電池容量下降。除此之外，鋰鎳混排的現(xiàn)象也會降低電池安全性。

因此，找到這三種金屬的微妙平衡點是NCM電池發(fā)展以來各大廠商一直為之努力的事情，選擇配比的核心是圍繞著高鎳低鈷而進行。而NCM811電池則是量產(chǎn)車型中搭載的鎳含量最高的電池，如寶馬X1、蔚來ES6、小鵬P7以及幾何A車型等車型。

以插混車型寶馬X1為例，目前在售的PHEV車型中，它是純電續(xù)航里程最長的一款車，搭載了寧德時代NCM811三元鋰離子電池PACK。一般的插混車型純電續(xù)航里程在60公里以下，這臺車的電量只有24kWh，電池能量密度為140Wh/kg，但是純電續(xù)航里程可以達到110km。

使用了NCM811電池的小鵬P7是國內(nèi)純電動汽車里續(xù)航能力最高的一款車型，采用全鋁箱體對電池組進行保護，又使用了SMC復(fù)合材料等輕量化技術(shù)，這一代電池組的能量密度達到170Wh/kg，最高的里程沖到了700km以上，也足以看得出NCM811電池在容量方面的優(yōu)勢。

除了NCM811以外，NCM622、NCM523也是車企比較青睞的選項。比亞迪秦ProEV超能版使用的就是NCM622電池，電池能量密度為161Wh/kg，電池容量為69.5kWh，NEDC工況下純電續(xù)航里程可以達到520km。而NCM523電池鎳含量相對較低，容量也比較低，已經(jīng)被大部分車企棄用了。

能量密度高和安全性就像蹺蹺板，無法兼得，為提高安全性能就不得不犧牲掉一些能量密度，穩(wěn)定性、熱失控和循環(huán)壽命也一直是鎳含量最高的NCM811電池最難纏的問題，理想條件當然是去鈷化，但在無鈷電池暫時只是概念的情況下，特斯拉研發(fā)的NCA電池也是一個關(guān)注點。

NCA電池正極材料使用了鎳、鈷和鋁，配比為0.8:0.15:0.05，進一步降低了鈷在電池中的含量，電池衰減速度也要慢于NCM電池。從本質(zhì)上來說，NCA電池可以說是通過離子摻雜和表面包覆改性過的NCM電池，但鋁這種兩性金屬很特殊，生產(chǎn)條件較為嚴苛。此外，NCA電池生產(chǎn)全過程要求在純氧環(huán)境下進行，濕度控制在10%以下，這對廠的設(shè)備和生產(chǎn)成本十分不友好。

高鎳材料共同的缺點是熱穩(wěn)定性較差，NCA電池在充放電時還會出現(xiàn)氣體，導(dǎo)致電池鼓脹變形，循環(huán)壽命和安全性都無法得到保證，這也對車企的電池管理系統(tǒng)和電池包封裝技術(shù)要求更高。

特斯拉ModelS上搭載了并聯(lián)的7000多節(jié)NCA18650電池，能量密度可達252Wh/kg；實際上，進口版Model3也搭載的是NCA電池，這也是第一款使用NCA的量產(chǎn)車型。前段時間，特斯拉還為最新研發(fā)的單晶NCA電極申請專利，研究出了一種高效的鎳鈷鋁電極加熱工藝，可以將循環(huán)壽命提升到4000多次。

當然，考慮到生產(chǎn)技術(shù)和成本、安全性等因素，國內(nèi)重要選擇了NCM電池路線，但這并不意味著NCA電池沒有發(fā)展的可能性。從能量密度來說，NCA更具潛力，從安全角度來看，NCM電池雖然比不上磷酸鐵鋰離子電池，但還是要比NCA電池技高一籌。

磷酸鐵鋰離子電池就像一個中規(guī)中矩的好學(xué)生，而NCA電池和NCM電池則更像一個偏科的學(xué)生，某些方面能打100分，但某些方面卻不及格。能量密度方面比較的話，NCA電池＞NCM電池＞磷酸鐵鋰離子電池，而在安全性方面，NCA電池＜NCM電池＜磷酸鐵鋰離子電池。

鎳氫電池：凱美瑞雙擎

現(xiàn)在提起鎳氫電池，大家可能有點陌生，但一定聽說過手機充電要循環(huán)三次12小時的充放電，首次使用要把電量用盡，然后再充電。充電也要充滿為止，這就來自于鎳氫電池和鎳鎘電池。

其實在新能源車企中，很少見到鎳氫電池的身影，但是有一個品牌卻依舊堅持選擇鎳氫電池，那就是豐田。豐田初代普銳斯插混車型使用的就是鎳氫電池，最新一代凱美瑞雙擎插混車型也搭載了鎳氫電池，為何豐田對鎳氫電池愛的如此深沉呢？

鎳氫電池多用在插混車型上面，這也是由插混車型的特點決定的。相比純電動汽車型來說，插混車型電池快速充放電能力也要優(yōu)于三元鋰離子電池。從車型性質(zhì)來說，雖然三元電池能量密度高，但在插混車型上，相同的電池容量，電池重量差距不大，在相對優(yōu)勢來看，鎳氫電池是最優(yōu)選擇。對電池容量要求較低的混動車型，多數(shù)會優(yōu)先考慮鎳氫電池。

從安全性方面考慮，NCM電池雖然能量密度高，但在發(fā)生刺穿現(xiàn)象時，往往會發(fā)生爆炸。而鎳氫電池電解液是不可燃的水溶液，比熱容和電解液蒸發(fā)熱相對較高，而能量密度相對較低，即使發(fā)生短路、刺穿等極端異常情況，電池溫度升高較小，不會出現(xiàn)燃燒問題。

但鎳氫電池比NCM三元電池脆弱的多，過充電會讓正負極發(fā)生膨脹，上面附著的活性物質(zhì)脫落，隔膜也會受到損傷，表現(xiàn)在電池上就是容量下降，電池壽命縮短。

作為一款已經(jīng)發(fā)展成熟的電池，鎳氫電池的制造成本遠低于鋰離子電池，比標榜性價比高的磷酸鐵鋰離子電池成本還要低。