說(shuō)起來(lái)汽車動(dòng)力電池的發(fā)展進(jìn)程，從能量密度、低溫性能的提高，再到安全、成本方面的進(jìn)步，我們可以毫不夸張的說(shuō)，新能源汽車近些年的蓬勃發(fā)展，離不開的是，電池技術(shù)不斷的突破與創(chuàng)新。

下面我們就盤點(diǎn)一下新能源車電池都有哪些種類。

1 鉛酸電池

最早期新能源汽車電池，使用的還是鉛酸電池，也就是人們常說(shuō)的“電瓶”。

這種電池已經(jīng)有一百五十多年的歷史了，可以算得上是“老前輩”了。鉛酸電池價(jià)格相對(duì)比較便宜，安全性較高，常常用在高爾夫球車及電動(dòng)游覽車上面。

然而，鉛酸電池能量密度低，使用壽命短（2-4年），循環(huán)次數(shù)少，更何況鉛還會(huì)導(dǎo)致重金屬污染，這很明顯不是發(fā)展新能源的初衷，它也逐漸被新能源汽車企業(yè)所淘汰。不過(guò)現(xiàn)在新能源車上的小電瓶仍然在廣泛使用鉛酸電池。

2 鎳氫電池

鎳氫電池（NiMH）由鎳鎘電池改良而來(lái)，由于不含有毒的鎘元素，對(duì)環(huán)境污染較小。與鉛酸電池相比，鎳氫電池比容更高，壽命也更長(zhǎng)，而成本的增加也在接收范圍之內(nèi)，特別是與鋰離子電池的成本相比，安全性、可靠性也非常出色。所以它也是新能源汽車電池的選擇之一。

鎳氫電池在新能源車上最典型的應(yīng)用，就是豐田的混合動(dòng)力車（HEV）普銳斯（Prius）。

除此之外，本田的Civic Hybrid也使用鎳氫電池作為它的動(dòng)力電池。

同鋰離子電池相比，鎳氫電池的能量密度被“秒殺”，通常會(huì)低40%左右，充放電性能也有較大的差距。因此難以滿足如今PHEV與EV車型的要求。

3 鋰離子電池

現(xiàn)在新能源汽車動(dòng)力電池市場(chǎng)，最受矚目的毫無(wú)疑問(wèn)就是鋰離子電池。目前市面上鋰離子電池有兩大主流陣營(yíng)：三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。他們倆的負(fù)極、電解液以及隔膜材料都比較類似，最大的區(qū)別在于正極材料，并以此取名。

3.1 三元鋰電池

三元電池有NCM和NCA兩類。NCA(Nickel-Cobalt-Aluminum)，鎳鈷鋁電池，主要應(yīng)用于圓柱電池中，例如特斯拉。

而其他絕大部份車型都采用NCM(Nickel Cobalt Manganese)鎳鈷錳電池。我們著重來(lái)說(shuō)說(shuō)NCM三元電池。

三元電池常見的表達(dá)方式還會(huì)在NCM后加一串?dāng)?shù)字，例如NCM523、NCM811等，代表了鎳鈷錳這三種元素在材料中的大概比例。

那么這些材料可以電池帶來(lái)哪些Buff加成呢？

下面的這個(gè)表格說(shuō)的很清楚了，鎳元素可以提高電池能量密度；鈷的作用是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高充放電速率以及循環(huán)壽命；錳則負(fù)責(zé)提升安全性。

NCM811電池，鎳（Ni）元素占了很大的比例，所以它的能量密度比較出色，自然而然地，穩(wěn)定性、安全性就會(huì)變得相對(duì)差一些了。

3.2 磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池（LFP）使用磷酸鐵鋰（ LiFePO4LiFePO_{4} )作為正極材料，作為另一種主流的鋰離子電池，受限于當(dāng)時(shí)的電池技術(shù)和國(guó)家補(bǔ)貼政策，磷酸鐵鋰之前一直在新能源商用車和儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，近年來(lái)，磷酸鐵鋰電池開始重回乘用車領(lǐng)域。

3.3 三元/磷鐵電池比較

首先我們看看三元和磷鐵微觀結(jié)構(gòu)的不同：

三元電池，是層狀結(jié)構(gòu)，可以抽象理解為，鋰離子是在二維的結(jié)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)：

磷鐵電池，是橄欖石晶體結(jié)構(gòu) ，鋰離子僅在一維的結(jié)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)：

受結(jié)構(gòu)影響，磷酸鐵鋰和三元在性能方面各有優(yōu)劣，我們從大家最關(guān)心的幾個(gè)點(diǎn)依次分析：能量密度、快充性能、循環(huán)壽命、安全性、成本。

【能量密度】

對(duì)于用戶來(lái)講，續(xù)航里程是首要關(guān)注點(diǎn)。在其他因素相同時(shí)，能量密度越高，意味著續(xù)航里程越長(zhǎng)。

從電芯層面來(lái)講，三元電池能量密度更高。磷酸鐵鋰正極材料的額定電壓、理論比容量（mAh/g）均低于三元電池，且其能量密度已開發(fā)到“天花板”，而三元NCM電池還可以通過(guò)提高Ni元素比例，進(jìn)一步提高比容量（mAh/g）。

【快充性能】

快充時(shí)間，作為制約電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，也是改善用戶用車體驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)。

理論上，三元電池有優(yōu)勢(shì)。其二維的鋰離子脫嵌通道與均衡的電解液設(shè)計(jì)，使得在充放電過(guò)程中，鋰離子可以在一張面上快速移動(dòng)脫嵌，充電速率自然就快了起來(lái)。

而磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)為一維的鋰離子脫嵌通道，充放電過(guò)程僅在 LiFePO4LiFePO_{4} 和 FePO4FePO_{4} 兩相間轉(zhuǎn)化，鋰離子遷移反應(yīng)速率低。這一特性直接影響了其在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用。

【循環(huán)壽命】

磷酸鐵鋰在壽命方面存在優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰的橄欖石晶體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的，膨脹更低、電化學(xué)反應(yīng)更穩(wěn)定。

【安全性】

理論上，磷酸鐵鋰電池在安全方面更有優(yōu)勢(shì)。其正極電壓低，不存在類似于三元的釋氧熱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，熱失控溫度可以達(dá)到300℃以上，而三元電池在150-200℃左右。

【經(jīng)濟(jì)性】

價(jià)格上，目前磷酸鐵鋰LiFePO4有明顯優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰的鐵和磷元素價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈也相對(duì)成熟穩(wěn)定。

而想要降低三元NCM電池價(jià)格，鈷元素是關(guān)鍵。鈷主要是伴生礦，產(chǎn)量少且分布不均，全球鈷礦主要集中在剛果（金），澳大利亞、古巴等地，約占全球儲(chǔ)量的80%，2018上半年鈷價(jià)大幅波動(dòng)，價(jià)格持續(xù)高漲。

粗略比較，磷酸鐵鋰要比三元價(jià)格便宜0.1~0.2元/Wh。對(duì)于一個(gè)50kWh電池包，僅電芯就可降本近0.5~1萬(wàn)元。這對(duì)整車生產(chǎn)廠商和用戶都是一個(gè)不小的吸引點(diǎn)。

簡(jiǎn)單說(shuō)，三元在能量密度、快充速度方面有優(yōu)勢(shì)，磷酸鐵鋰在循環(huán)壽命、安全、經(jīng)濟(jì)性上有優(yōu)勢(shì)。

但在電動(dòng)汽車發(fā)展前期，電池包能量密度＜140Wh/kg，整車NEDC續(xù)航里程大多低于300km。當(dāng)時(shí)影響電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸在于續(xù)航里程，且有國(guó)家補(bǔ)貼政策支持，可彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)性的不足，所以三元鋰電池是首選。

隨著國(guó)家新能源補(bǔ)貼政策的退坡，新能源汽車要開始與傳統(tǒng)燃油車赤身拼搏，各家整車生產(chǎn)廠商都面臨巨大降本壓力。與此同時(shí)，磷酸鐵鋰電池被人詬病的能量密度和充電缺點(diǎn)，也在隨著技術(shù)的發(fā)展得到改善。

能量密度方面，隨著CTP（Cell to PACK），即是電芯直接集成為電池包技術(shù)的成熟，更高效電池包集成、更低整車能耗，磷酸鐵鋰車型的續(xù)航已有能力提升至400km甚至500km以上。

充電方面，隨著電芯快充、熱管理、充電樁技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于乘用車的磷酸鐵鋰電池也基本可以做到與主流三元相同的快充速率。

3.4 三元/磷鐵電池相結(jié)合的創(chuàng)新應(yīng)用

三元和磷鐵電池各有優(yōu)勢(shì)，那么可不可以把他們的長(zhǎng)處結(jié)合在一起呢？

蔚來(lái)曾經(jīng)公布了一個(gè)專利，叫做《一種電池系統(tǒng)、用于其SOC估算方法以及計(jì)算機(jī)裝置和介質(zhì)》。大概意思就是，三元電芯和磷鐵電芯，放在同一個(gè)電池包內(nèi)。

以這樣的方法，理論上，汽車電池包的性能將更加均衡，會(huì)是個(gè)“全面型選手”。

4 固態(tài)電池

固態(tài)電池算是目前比較前沿的科技了，與鋰離子電池不同的是，它使用固態(tài)的隔膜和電解液。大幅度提升能量密度，保守估計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)電芯超過(guò)400Wh/kg的能量密度。這比現(xiàn)在最牛的三元電芯，還要高三分之一以上。1000km續(xù)航可能真的不是夢(mèng)想。

同時(shí)，由于固體非易燃，它的安全性也比鋰離子電池高很多。

然而，除了能量密度、安全性這兩個(gè)特點(diǎn)之外，固態(tài)電池還有很多待改進(jìn)的點(diǎn)，比如：

但是目前國(guó)內(nèi)外也有很多廠家在突破這些瓶頸，國(guó)外有現(xiàn)代、大眾，國(guó)內(nèi)蔚來(lái)等都在布局固態(tài)電池，蔚來(lái)更是打算今年第四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付。是騾子是馬，讓我們拭目以待吧。