鉅大LARGE | 點擊量：3258次 | 2018年07月13日
電動汽車三元鋰/磷酸鐵鋰電池哪種更好?
電動汽車的電池當前有2個主流設計。一種是以特斯拉車為代表的，采用三元鋰電池+高智商的電池管理系統，充分發揮三元鋰電能量密度大的優勢；一種是很多車為代表的，采用磷酸鐵鋰電池+相對簡單的電池管理系統，充分利用磷酸鐵鋰電池耐操的優勢。
電動汽車的電池當前有2個主流設計。一種是以特斯拉車為代表的，采用三元鋰電池+高智商的電池管理系統，充分發揮三元鋰電能量密度大的優勢；一種是很多車為代表的，采用磷酸鐵鋰電池+相對簡單的電池管理系統，充分利用磷酸鐵鋰電池耐操的優勢。
哪一種更好呢？
筆者認為適合電動車的電池應該擁有以下特征：安全、充放電電流大、容量衰減慢、能量密度大
這兩類電池在這四項上大致可以用這樣的分數來評價
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電動汽車三元鋰/磷酸鐵鋰電池設計分析（圖）
用高智商的電源管理系統彌補三元鋰電池的不足
1、彌補充放電電流不足
特斯拉使用的是NCR18650A型電池，典型容量3070mAH，松下還有一款典型容量3350mAH的NCR18650B，不過并沒有放出Datasheet，僅從特斯拉使用的NCR18650A看，2C的放電（1C的放電電流指的是1小時內把這個容量的電池從滿放空的電流，比如NCR18650A的1C放電就是3350mA）還可以放出超過3100mAH以上的電量來，再高就不得而知了。
電動汽車三元鋰/磷酸鐵鋰電池設計分析（圖）
不同電流下放電結果，2C下放電居然效果最好
據說松下明年會推出4000mAH容量的18650電芯，據說大電流下性能沒有什么改進。把容量做大后對應電池組的1C電流就相對提升了，憑借三元材料的高能量密度（可超過200WH/Kg），電池組的2C放電電流已經能夠滿足跑車的電動機了。舉例來說，特斯拉高配的85KWH電池，從實測數據看，短時的3C放電應該也問題不大，那就是對應342馬力，很客觀了。
2、彌補容量衰減快的不足
可以看到特斯拉汽車用的電池在同樣充放電電流下，每次從0%-100%循環，900次后容量已經衰減到55%，如果每次從0%-50%的話即便3000次循環容量依然可以保持70%。電池管理系統盡量讓電池維持低的應力，在0%-50%或者25%-75%這樣的循環中工作，所以最終能保證行駛30萬公里沒有明顯續航衰減。
3、安全
不論哪個品牌的三元材料鋰電池，在內部短路或者正極材料遇水后都會有明火產生，即便18650電池外有鋼殼保護，但也依然無法承受極端沖擊。但只要能做到并不比內燃機車油箱在極端事故更容易燃燒起火的話，筆者覺得就特斯拉的電池管理系統就已經算勉強解決了電池的安全問題。
通過高智商的電池管理系統，特斯拉已經可以把三元材料鋰電池的總分從270拉升到350分。
磷酸鐵鋰方面
它最大的不足在于能量密度低（110WH/Kg），低溫下容量衰減巨大（-10℃下容量為25℃下的55%左右）。優勢也挺明顯，尤其是對我國的車企更是如此。我國鋰礦儲量豐富，截止2011年全球探明儲量1300萬噸，我國儲量350萬噸。正極材料的氧化鐵磷酸鹽儲量充沛，大批量生產后價格下探空間還很大。而我國正好極為缺乏鈷礦，全球儲量剛果占一半，澳大利亞21%，中國只有1%。采用鈷酸鋰或者還有鈷的三元材料的電池，我國車企生產電動車的成本就很被動。
磷酸鐵鋰電池可以輕松以20C放電，所以混動的汽車配置小電池首先考慮磷酸鐵鋰電池。0%-100%的循環下3000次容量才衰減到80%，滿電長期存放衰減速度也不夸張。穿刺、短路、350℃高溫都不會爆炸燃燒。這些優勢讓中國，尤其是擁有磷酸鐵鋰研發和生產的中國車企不太可能選擇其他種類電池。
三元鋰電+優秀電池管理系統將勝出
有時產品好不一定賣得好，筆者個人更看好特斯拉引領的電池技術：電池管理為核心?？催^馬斯克的訪談后筆者知道特斯拉做電動汽車最頂層的目的是減少碳排放，利用清潔能源盈利。開放專利后將會降低這個方案的門檻，更多廠商會來效仿。參與的廠商越多特斯拉越高興，這和他們的目的是一致的。
經常聽國產電動車談“彎道超車”。汽車是綜合行業，包含機械、電子、自動化、材料、基礎科學、管理、金融、法律、教育、醫療等等，他們一起構成了汽車行業的整體水平，甚至也可以說是國家綜合實力的縮影。我國現狀就是大幅度落后于發達國家，汽車行業也一定大幅度落后于發達國家，憑借某個部件的優勢、憑借某幾個公司的經營優勢只能縮短和別人的差距，遠談不上超車。筆者當然期待著有生之年看到超車，這需要我們和下一代的努力。
只要特斯拉不去涉足磷酸鐵鋰電動車的研發，筆者相信長期來看采用優秀電池管理系統+三元材料鋰電池的方案會走的更遠，超過磷酸鐵鋰的應用。
二十年后電能一定會替代燃油
如果和內燃機汽車相比，無論上面哪種電池都有極不方便的地方，當前還有一些尚未成熟的電池，比如特斯拉就正在著力研發鋁空氣電池汽車。從1970年起全世界容易開采的2萬億桶原油已經用完一半了，剩下的1萬億桶在25年內用完不是夢，如果在這25年中石油技術沒能大幅削減開采成本的話，25年后每桶原油價格會超過500美元，甚至1000美元。可以對照的是1998年時北海布倫特原油在10美元附近波動，今年的價格在100美元附近波動，等到今后開燃油車，每公里油錢5塊錢時，無論鋰電池車也好，燃料電池車也好都會發展出適合自己特點的功能方案。
