动力电池：镍氢为何被淘汰？三元锂为何强压磷酸铁锂？
视频版：
镍氢为何被淘汰？三元锂为何强压磷酸铁锂？
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图文版：
上期探究了本田immd的动力电池类型。
最后验证为镍钴锰三元锂电池。
上期没细说，其实是NCM111，而不是有些人说的钛酸锂电池。这期本来是想聊一下这款电池的特性及大家特别关心的使用寿命问题。
但是，前面聊了一下动力电池的科普之后，时间已经很长了，所以干脆换个主题，我们先讲动力电池的概况，下期再细讲本田混动的三元电池吧。
在电池选型时，有两个特别重要的指标，一个是比能量，一个是比功率，指的单位质量的电池所能提供的最大容量和最大功率，也可以叫作能量密度和功率密度。
我们看这张图：
这是一张不同电池类型的ragone曲线图，横坐标是比能量，单位是Wh/kg，纵坐标是比功率，单位是W/kg，一般来讲是，这两个值都是越大越好。
而这张图也很有意思，能解释目前市场上很多电车和混动车的电池选型问题。
比如第一个，关于镍氢电池。
前两年还有人吹丰田混动的镍氢比本田的锂电池稳定、可靠什么的，但是看到这张图，如果你是工程师，你会怎么选项，锂电池能量密度和功率密度全方面吊打镍氢，镍氢电池被淘汰只是时间问题。
对了，其实本田早期的IMA混动用的也是镍氢，大概在2011年左右开始切换成锂电池。
而丰田自家的插混车型和雷克萨斯也都开始装载锂电池了，所以拜托某些人不要再吹镍氢了。
第2， 这张图也能说明为什么目前动力电池市场，基本是锂电池一家独大，这里的锂电池包含了三元锂和磷酸铁锂。
道理也一样，锂电池的功率密度和能量密度两个维度都远超其它电池，而且其曲面横跨两端，要高功率有高功率，要高能量有高能量。
第三，即便是锂电池，高功率和高能量也不能兼得，比如图中的锂电池最高能量可超180Wh/kg，最高功率接近9kW/kg，随着技术进步，这两参数都可以提高的，但你不能让1kg锂电池同时达到180Wh和9kW，必须得取舍。
相应的，像混动、插混、纯电这三种应用类型，可以都选锂电池，但他们的性能取向就完全不一样。
比如雅阁混动，电池容量小，只有1.3度电左右，但是有很高的功率输出要求，近60kW，放电倍率超过40，所以肯定会选择超高功率电池，其所在区域对应的横坐标大概是80Wh/kg左右。
而纯电车就不一样了，一台续航500公里的纯电车，电池包大概得70~80度电，电机功率撑死了300多kw，比如汉EV的电池包77度，四驱车型电机总功率363kW，放电倍率不超5，其所在区域的横坐标大概在140左右，妥妥的高能量区。
而插电车型的需求则介于这两者之间，汉DM电池包15度电，电机功率180kW，放电倍率12左右，其所在区域的横坐标大概在120左右，兼顾能量和功率。
这也解释了为什么汉EV使用的是磷酸铁锂电池。
而汉DM采用的则是三元锂电池，因为三元锂可以提供更高的放电倍率。
同时，这在一定程度上也可以佐证我之前的一个观点，秦plus dmi混动在高速地板油时，还是会切换到串联模式，因为刀片电池的最大功率无法让电机满负荷输出。
前面说了锂电池一家独大，我们看下它大到什么程度，比如某投行的研报显示，19年动力电池的装机电量占比，三元锂占61%，磷酸铁锂占32%，另外两种1%也是锂电池，也就是说锂电池占比至少超过95%。
独大，不止是大，更是独啊。
而动力电池的三元锂和磷酸铁锂之争，更是被很多人津津乐道，我们大概看下这两类锂电池的特点：
磷酸铁锂的优点是安全性好、成本低。
安全性高这个不用多说了，毕竟有过红极一时的针刺对比试验。
成本低的话，根据19年的相关数据，磷酸铁锂的电池包成本大概是900元/度，而三元锂大概是1000元/度，差距不算大。
劣势是能量密度低、低温性能差。
能量密度，我们也调下数据，这张表中，我们只比较下宁德时代和比亚迪两家的磷酸铁锂和三元锂。
宁德时代和比亚迪的磷酸铁锂，表中简称LFP，能量密度分别是170和178Wh/kg，但他们两家的镍钴锰NCM523都达到了200Wh/kg，而宁德时代的高镍型号NCM811更是高达240Wh/kg。
有一点先说明，电池包的能量密度，因为还涉及到电芯到模组的包装和电池包的包装，最终电池包能量密度会下降，而且这两类电池其电芯和电池包的差值也可能会变化。
能量密度的差异还是挺明显的，在车重、空间都紧张的乘用电车或是混动车市场，多数车企都会选择三元锂，这也是前面数据显示三元锂装车电量几乎是磷酸铁锂两倍的原因。
但是，随着电车自燃或引燃等新闻不时见诸网络，同时比亚迪新出的刀片电池包提高了实际能量密度，估计会有一些车型会因为安全的考虑，选择磷酸铁锂，所以未来几年，磷酸铁锂的市场占比应该能提升一些。
至于低温性能差。
其实电池都怕冷，只是磷酸铁锂的低温特性比锂电池还差，有数据显示-20度磷酸铁锂相对容量只有25度时的55%，而三元锂还能达到70%。
这也与前些天有人吐槽汉EV冬天实际续航打了对折相呼应。。。
至于三元锂的优缺点，能量密度高、价格高、热稳定性差这些，跟磷酸铁锂是相对应的，就不用多作解释了。
关于不同类型动力电池的概况就聊这么多，至于本田immd混动系统中的镍钴锰三元锂电池性能和使用寿命到底如何，我们下期再聊？
锂电池，铅酸电池和镍氢电池有什么区别？
铅酸蓄电池最常见便是应用在汽车的启停系统，老式电动车动力源，不过现在电动车动力逐渐被锂电动车取代。
镍氢电池主要应用在消费电子产品，电动玩具，和混合动力车辆，比如丰田prius；本田洞察者等。常见的如太阳能照明行业，电动工具领域，移动照明和镍氢电池也是比较大的应用领域。
锂电池则主要是手机，笔记本电脑，电动工具，电动车，家用小电器上，可以说是最大的应用群体。
铅酸蓄电池属于最早的一种储能电池，但是容量小，且不耐低温，但是比较便宜，较其他电池稳定性更强，更加安全。
镍氢电池同样容量很小，循环寿命不长，但安全性极佳，支持高倍率放电，瞬时电流大，耐高温，常作为动力电池使用。
锂电池性能就比较均衡，容量比很大，循环寿命长，无记忆效应，但瞬时电流要差一些（特殊型号的锂电池也是支持高倍率放电的，如磷酸铁锂电池瞬时电流就强于普通锂电池，但容量较小），同时由于锂是一种很活泼的金属元素，一旦泄露，就会与空气中的水分发生反应，而致燃烧。
综合来说，铅酸电池和镍电池都属于即将淘汰的产品，只在一些低端产品和特殊的场合还有应用，全面升级锂电池是趋势。
三种电池对比
除了上面这个，还有一个应用上的区别就是锂电池可以车电分离实现换电续航。像西六楼换电柜（提供换电柜+小程序+后台）适合48-72V电动车电池充换电，匹配绝大多数的锂电池，带有BMS板的锂电池可以随时通过换电运营后台监督，另外在柜体上也配置了一系列保护硬件，能够有效保护电池安全，防止锂电自燃。
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西六楼-换电柜硬软件制造商
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