去年這個(gè)時(shí)候，我曾寫了一系列文章，用以討論動(dòng)力電池技術(shù)路線的選擇，其中詳盡對(duì)比了鋰電池、燃料電池、超級(jí)電容的優(yōu)劣。

最終結(jié)果是鋰電池輕松勝出。
　　
　　那些認(rèn)為日本的燃料電池代表未來(lái)的人，其實(shí)思維還停留在燃油車的時(shí)代，只不過(guò)是把加油站替換成了加氫站。

　　至于超級(jí)電容，在特定領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢(shì)——例如軌道交通能量回收、塔吊能量回收、汽車動(dòng)能回收裝置；而在動(dòng)力汽車領(lǐng)域，由于能量密度和成本的問(wèn)題，無(wú)法成為未來(lái)可行的技術(shù)路線。

　　故而毫無(wú)疑問(wèn)，在即將到來(lái)的電動(dòng)車革命中，鋰電池將是真正的主角，是未來(lái)十年甚至二十年的不可動(dòng)搖的路線。

　　而且，一旦鋰動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，全產(chǎn)業(yè)鏈上下形成穩(wěn)定、完整、成熟的配套后（產(chǎn)業(yè)配套是巨大護(hù)城河，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成熟起來(lái)，投資可能需要數(shù)萬(wàn)億，這是任何其他新的技術(shù)路線難以逾越的障礙），鋰動(dòng)力電池的技術(shù)路線就更加難以動(dòng)搖。

　　所以，鋰電池是這場(chǎng)擂臺(tái)賽中毫無(wú)疑問(wèn)的冠軍。

　　但是鋰電池技術(shù)路線內(nèi)部還有多種技術(shù)路線，大致有鈷酸鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰、鐵酸鋰、三元電池等等，朋友們或許更關(guān)注這些技術(shù)路線哪一種更具有優(yōu)勢(shì)。

　　為了厘清這一問(wèn)題，筆者將在本文中進(jìn)行一系列的深入探討，不足之處各位朋友文后留言不吝指正。

初選

　　先說(shuō)鈷酸鋰：循環(huán)性能太差，且大量使用了極其稀有的金屬鈷，缺點(diǎn)太過(guò)明顯，其宿命唯有淘汰。

　　再說(shuō)鈦酸鋰：高充電倍率，壽命長(zhǎng)；但也有一個(gè)鮮明的缺點(diǎn)——能量密度太低，導(dǎo)致成本過(guò)高。

　　其特性類似于超級(jí)電容，這個(gè)致命缺點(diǎn)也阻礙其成為動(dòng)力電池主流路線，故而也無(wú)法在初選中脫穎而出。

　　第三說(shuō)下錳酸鋰：成本低，充電倍率高；但是高溫性能差、循環(huán)性不佳。

　　故而很少直接選用錳酸鋰作為動(dòng)力電池，而是同時(shí)添加其他材料形成改性電池，例如鎳、鈷成為鎳鈷錳電池，從而實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)性能的均衡。

　　但是經(jīng)過(guò)這些改進(jìn)之后，已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的錳酸鋰電池了，而是成為了三元電池類型中的一種。

　　這樣的論述結(jié)果表明：錳酸鋰也要被淘汰。

　　在鋰電池眾多的技術(shù)路線中，磷酸鐵鋰vs三元電池兩種技術(shù)路線的對(duì)決最為膠著。

　　磷酸鐵鋰安全性高，壽命長(zhǎng)，但是能量密度低，低溫性能差，一致性差；

　　三元電池能量密度高，一致性好，低溫性能好，成本較低，但是安全性能差，循環(huán)壽命不如鐵鋰電池。

　　當(dāng)前，磷酸鐵鋰最成熟的產(chǎn)業(yè)鏈在中國(guó)，我們對(duì)相關(guān)領(lǐng)域掌握的核心技術(shù)也較多；而三元電池則以日韓為代表，且更成熟一些。

　　所以這兩種技術(shù)路線的對(duì)決更有一種中國(guó)vs日韓的意味。

　　過(guò)去的一年中，我仍然每天孜孜不倦的思考這個(gè)問(wèn)題，大量閱讀相關(guān)領(lǐng)域的文章，閱讀眾多對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)專家的訪談，思考兩種動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線的優(yōu)劣。

　　終于在今天我自認(rèn)為有了一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，下決心完成這篇拖了一年多的稿子，好了，廢話不多說(shuō)，決賽打擂正式開(kāi)始！

決賽

評(píng)價(jià)動(dòng)力電池性能大致有以下7個(gè)維度：

1、安全性
2、能量密度
3、循環(huán)壽命
4、成本
5、充電倍率
6、電池單體一致性
7、低溫性能

　　作為一種合格的技術(shù)路線，在以上任何一個(gè)方面都不能有太過(guò)鮮明的缺點(diǎn)，需要做到各方面的均衡才能是一種具有可行性的路線。

1、安全性

　　這個(gè)方面磷酸鐵鋰電池有著鮮明的優(yōu)勢(shì)：溫度達(dá)到480°以上才會(huì)分解，能通過(guò)針刺、火燒等嚴(yán)酷試驗(yàn)。

　　以鎳鈷鋁為代表的三元電池，則在180°就會(huì)分解并釋放出氣體，并且反應(yīng)更加劇烈。

　　這一局迅速有了結(jié)果，鐵鋰電池勝。

2、能量密度

　　磷酸鐵鋰電池由于材料的緣故，放電平臺(tái)的電壓更低，只有3.2V；且壓實(shí)密度很低，只有2.2~2.5左右，這些都導(dǎo)致了磷酸鐵鋰電池的理論能量密度不高，只有178wh/kg。

　　而磷酸鐵鋰的領(lǐng)先廠商比亞迪目前已經(jīng)把電芯單體的能量密度做到了147wh/kg，比亞迪電池事業(yè)部老總王文峰宣稱要在2018年把磷酸鐵鋰做到160wh/kg。

　　這已經(jīng)是相當(dāng)了不起的成就，但已經(jīng)逼近這一電池路線能量密度的理論上限，未來(lái)很難再有大的提升。

　　而反觀鎳鈷鋁（NCA）三元電池（特斯拉采用），當(dāng)前18650電池能量密度是245wh/kg,未來(lái)在model 3上使用的20700電池要把能量密度做到300wh/kg以上。

　　國(guó)內(nèi)很多產(chǎn)商選擇鎳鈷錳（NCM）三元鋰電池技術(shù)路線，它的理論能量密度上線是280wh/kg，大疆無(wú)人機(jī)身上的鋰電池就是使用的這種鋰電池，當(dāng)前80%的無(wú)人機(jī)鋰電池由廣東的廠商供應(yīng)。

　　我看了一下參數(shù)，當(dāng)先規(guī)模化生產(chǎn)后的鎳鈷錳鋰電池的能量密度可以做到190wh/kg的水平，距離理論密度上限還有較大距離，還有較大提升空間。

　　在不久的未來(lái)，理想情況下能量密度可以做到230wh/kg以上，電池組整體的能量密度依然可以做到200wh/kg以上，比磷酸鐵鋰高40%左右。

　　另外磷酸鐵鋰壓實(shí)密度較低，這就導(dǎo)致了同等電池容量下，磷酸鐵鋰的體積更大。

　　經(jīng)對(duì)比測(cè)算比亞迪e6電池組和特斯拉model s的電池組后得出結(jié)論，同等電池容量下，磷酸鐵鋰的體積要比鎳鈷鋁三元電池大48%。

　　把能量密度和安全性這兩個(gè)參數(shù)放在一起評(píng)價(jià)我們就可以發(fā)現(xiàn)，能量密度和安全性這兩個(gè)指標(biāo)是一對(duì)天生的敵人，其實(shí)通過(guò)最簡(jiǎn)單的物理學(xué)和化學(xué)知識(shí)我們就可以知道，能量密度越高，它就越不穩(wěn)定，越不安全。

3、循環(huán)壽命

　　在評(píng)價(jià)這個(gè)方面的性能時(shí)，我接接觸的信息讓我頭疼。

　　就以磷酸鐵鋰為例，有文章說(shuō)壽命是2000次，王傳福說(shuō)他的鐵鋰電池壽命能達(dá)到4000次以上，甚至還有文章說(shuō)全周期壽命能達(dá)到2萬(wàn)次。

　　差距如此之大的數(shù)據(jù)令我頭暈，需要反復(fù)仔細(xì)甄別才能有一個(gè)正確認(rèn)知；后來(lái)發(fā)現(xiàn)以上說(shuō)法都“不錯(cuò)”，只不過(guò)是他們?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同罷了。

　　說(shuō)壽命只有2000次的，是按照1C充電倍率反復(fù)沖放，電池容量在標(biāo)定容量80%以下時(shí)即認(rèn)為壽命終止（這是一個(gè)極其嚴(yán)苛的充放電測(cè)試，1C的速率意味著1小時(shí)把電池充滿）。

　　王傳福口中的4000次，則更可能是通常使用條件下，根據(jù)大量已經(jīng)上路的e6運(yùn)營(yíng)實(shí)測(cè)的結(jié)果。

　　而最后所謂2萬(wàn)次則是全使用周期下的結(jié)果。

　　因?yàn)殡姵厝萘康陀跇?biāo)定的80%并不意味著這個(gè)電池徹底不能用了，畢竟還有80%的容量，此時(shí)的電池可以取下來(lái)梯次利用，用作儲(chǔ)能電站，在合理電流合理溫度合理使用環(huán)境下可以達(dá)到2萬(wàn)次的反復(fù)充放電。

　　但無(wú)論怎樣，磷酸鐵鋰的使用壽命都明顯長(zhǎng)于三元電池。

　　三元電池在1C充放倍率，反復(fù)充放800次左右，實(shí)際容量就已經(jīng)低于標(biāo)定容量的80%了，從這個(gè)角度看，鐵鋰電池甚至是三元電池壽命的三倍。

　　但實(shí)際使用中也并不是這樣，由于磷酸鐵鋰電池的一致性較難控制，使得鐵鋰電池電池組的整體壽命短一些，并沒(méi)有壽命可以達(dá)到三元電池3倍那么夸張。

　　但無(wú)論如何，循環(huán)壽命這一項(xiàng)，鐵鋰勝出。

4、成本

　　有些人認(rèn)為磷酸鐵鋰的正極材料當(dāng)中不使用稀有金屬，而三元電池則要使用到鈷、鎳等較為貴重的金屬，所以就理所當(dāng)然的認(rèn)為磷酸鐵鋰的成本更低一些，這其實(shí)是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。

　　磷酸鐵鋰的放電電壓3.2V，三元電池的放電電壓平臺(tái)在3.8V，更高的放電電壓意味著更高啊的電池容量，這就意味著同等材料消耗情況下，三元電池的容量更大。

　　或者反過(guò)來(lái)說(shuō)也一樣：同等容量的電池，三元電池消耗原材料更少。