磷酸铁锂电池 VS 三元锂电池，谁才是锂电池王者？

序言

在说这个话题之前，先问大家一个问题：

对于新能源汽车来说，你觉得最重要的是什么？

对，没错，就是电池。

我们可以做个这样的比喻：

汽车也有"心脏"，燃油车的心脏就是内燃机，而电动车的心脏就是电池。

"心脏"的好坏决定了车辆行驶的长短。

作为电动汽车界的领军者-特斯拉，在2020年1月份宣布中国版的Model 3系列将在下半年生产中，搭载中国企业宁德时代生产的磷酸铁锂电池。

看到这个消息，肯定有同学会疑问了：

宁德时代是什么样的公司？它的技术有多厉害，能被特斯拉采用？

今天咱们就来说说这个。

宁德时代

宁德时代是由被称为“中国电池大王”的曾毓群在2011年成立的公司。

成立6年，就晋升为动力电池行业龙头，2017年销量全球第一，2018年更是迅速登陆A股创业板，目前市值大约是4600亿人民币。

到今天为止，中美欧以及日韩地区的主流车企几乎都成了宁德时代的客户，其中包括特斯拉、宝马、大众、丰田、现代、上汽、蔚来等品牌。

能做成这么大的成就，必定有两把刷子的。

宁德时代的"武器"有两把，除了常见的“磷酸铁锂”电池之外，还拥有一个领先全行业的秘密武器—三元锂电池。

那这两种电池有啥区别呢？

锂电池

首先咱们先来了解锂电池。

锂电池主要分为软包形、圆柱形、方壳形。

虽然它们的形状不一样，但是工作原理都是一样的。

锂离子电池是以碳材料为负极，通常是石墨；以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，它工作原理主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

具体来说是这样的：

当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

同样，当对电池进行放电时，也就是我们使用电池的过程。嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。

锂电池爆炸

但是之前我们总看到这样的消息，说某品牌手机锂电池会爆炸。

这是因为什么原因呢？

我们知道电池中的锂金属化学性质十分活跃，是易燃物质。

一旦和空气接触，就会跟空气中的水发生猛烈的化学反应，瞬间产生大量的氢气，并释放出热能，极易引起燃烧和爆炸。

用高中化学的知识就是这样的一个方程式：

2Li+2H2O=2LiOH+H2

而现在锂电池中的锂，经过处理后会降低活性。在锂电池正负极之间，还有一层金属薄膜，可以防止电池内部短路。

再加上我们使用的电池都是密封的，锂离子根本没有机会和空气直接接触，从而有效的保证了电池的安全。

磷酸铁锂VS三元锂电池

那什么是磷酸铁锂电池，什么又是三元锂电池？

其实它们都只是正极材料不同而已。因为不同类型的锂电池负极都是石墨，正极材料不同。所以用正极材料来区分不同类型的锂电池。

也就是说：

磷酸铁锂电池就是用磷酸铁锂做正极，三元锂电池也叫三元聚合物锂电池，主要是由镍钴铝或者是镍钴锰 做正极。

那么这两种电池有什么区别呢？

简单来说磷酸铁锂电池，它主要的优点是安全性高，循环寿命更长，理论寿命可以达到7到8年。但是缺点就是能量密度低，意味着续航能力差。

反观三元锂电池这边呢，它的主要优点是储能密度更高，意味着续航能力高。但是缺点就是安全性差，寿命差，并且元素是有毒的。

三元锂电池

三元锂电池它的三种正极材料都是夹在一起的。

但是由于钴离子的半径比较大，所以它们搭在一起的时候会留出一个固定的空隙，给那些锂离子自由出入，因此钴酸锂相对来说比较稳定。

而镍离子的半径要小过锂离子，所以镍酸锂能量密度会更大，而又由于其太密实了，就容易出现阳离子混排的现象。

所以三元锂电池镍成分不可以太高。

这时就需要添加钴来增加电池的稳定性，但是钴却是比较贵的金属，全球的储备量有限。为了降低成本，就用锰和铝元素来作为支撑材料，同时也就只能降低钴含量。

但是没有钴的话稳定性会比较差。

在2020年又出现了宁德时代的无钴电池，要说明的是这并不是真正的"无钴电池"。它其实就是采用CTP技术设计的磷酸铁锂电池。

CTP技术就是把电芯放入设计好的电池包内，然后按照最佳的排列组合方式，组装成高效的锂电池。

这样优化的结果是，体积利用率可以提高15%-20%，能量密度可以提升10%-15%。零部件数量可以减少40%，生产效率可以提升50%，投入应用后会大幅降低动力电池的制造成本。

作为宁德时代的竞争对手比亚迪公司在2020年3月发布了一款刀片电池。

它的本质还是磷酸铁锂电池，只不过是电池结构设计上有所创新。它其实就是直接把电芯宽度无限拉长，厚度做薄，做成90厘米甚至快1米的超长电芯，也就是又扁又长，像刀片一样。

这样改造的结果就是体积能量密度提升明显，较原有电池系统可提升30%以上。并且节省物料、人工费用等，成本有望降低30%，并且刀片电池更薄，因而散热效果更好。

不管是宁德时代的CTP技术，还是比亚迪的刀片电池，最终都提高了磷酸铁锂电池的能量密度，目的是让其能达到三元锂电池的水平。

同时改造后的磷酸铁锂的电池，都能达到400公里以上的续航里程需求。而整个电池生产的其他材料无需改变，并且生产线变动也不大，也就是很快能量产。

简单来说，这两种技术都是通过提升生产效率来降低电池的成本。

最后

如今新能源汽车和充电装置已经被列入了国家的“新基建”计划，毫无疑问，它将会迎来一个巨大、更加富有挑战性的市场。

汽车产业一直都是世界上最大的产业之一，面对新能源革命。

新能源汽车大概率将会在未来成为事关国计民生的重要支柱产业，而动力电池恰恰就是新能源汽车的生命源泉所在。

在三元锂电池领域宁德时代已经是老大了。

随着CTP技术的无钴电池的出现，宁德时代将磷酸铁锂电池的成本降低到了600元以内，而三元锂的成本还维持在1000元左右。

正是由于宁德时代磷酸铁锂电池成本的大幅降低，也吸引了迫切想要提升销量的特斯拉，两者一拍即合。为新车装上了磷酸铁锂电池，这样一来，特斯拉的新车的价格有望进一步下降。

最终受益的还是咱们老百姓。

内行人支招，买新能源车，选磷酸铁锂还是三元锂电池？

消费升级背景下，大家买车追求的东西也越来越细致，比如以前买车只求大空间，实用性，现在买车愈发看重智能科技配置，包括L2系统、AR-HUD系统等，时下新能源时代，续航和电池安全性等方面都是大家的关注点，甚至越来越多购车消费者开始注重车辆的电池种类，一辆车是磷酸铁锂电池，还是三元锂电池，很多时候直接成为购车的关键决定因素，今天喵哥就来跟大家说一说，买车究竟是选磷酸铁锂电池，还是三元锂电池。

两种电池如何区分？

我们先来看看磷酸铁锂电池和三元锂电池是如何区分的，其中磷酸铁锂电池是指正极材料以磷酸亚铁锂为材料的电池，这类电池在热稳定性、安全系数、生产成本等方面有着不错的表现，所以在新能源车行业起步阶段，磷酸铁锂电池成为了很多厂家首选的电池。

不过磷酸铁锂电池的缺点也很明显，尤其是能量密度，太受限制。据悉，磷酸铁锂电池单体的能量密度通常在90-120Wh/kg之间，跟三元锂电池的200Wh/kg有很大的差距。而电池能量密度越高，意味着车辆的续航越长，所以前一两年整个新能源车市场在追求长续航的背景下，磷酸铁锂电池的市场热度不断下降，磷酸铁锂电池和三元锂电池的装车量逐年下降。

乘联会有数据统计，2015年左右磷酸铁锂电池的装车量占比有41%，三元锂电池装车量占比是58%。而到了2018年，前者装车量占比为11%，后者则是89%，可以说，早前新能源车市场基本是三元锂电池的天下。

三元锂电池装车量能赶超磷酸铁锂电池，原因不只是因为能量密度更高，还有更好的低温适应性，在低温环境下能更有效地保住电量，同时充放电性能也更强，电池一致性更好等等，所以之前在磷酸铁锂电池性能普遍较低的情况下，三元锂电池几乎是唯一的选择。而三元锂电池的性能更优越，主要与其原材料有关，正极材料是锰酸镍钴锂或铝酸镍钴锂。

三元锂电池的优点显而易见，但是不代表它没有缺点，比如热稳定性差，三元锂电池正极材料的分解温度在200℃左右，而磷酸铁锂电池的分解温度是700℃，这也在一定程度上说明，如果电池遇到高温，三元锂电池更容易起火，磷酸铁锂电池有着更好的稳定性。

此外，三元锂电池的循环寿命也更短，只有1000次左右，而磷酸铁锂电池的寿命是2000次以上，所有磷酸铁锂电池更耐用，在此基础上，三元锂电池的生产成本也更高，间接提升了车辆的市场售价。

看到这里，相信你也总结出一个规律，磷酸铁锂电池和三元锂电池是各有各的优势，两者都不完美，但是两者都有可取之处。

哪个最好？

磷酸铁锂电池与三元锂电池哪个更好，喵哥认为还是让市场来说了算。根据数据统计，2022年三元锂电池的累计销量有193.5GWh，同比增加143.2%，在电池总销量中占比达到41.6%。而磷酸铁锂电池的累计销量有271.0GWh，同比增长155.7%，占总销量58.2%。

另外在今年1-4月份，三元锂电池装车量是28.9GWh，同比增长12.3%，占总装车量31.7%，而磷酸铁锂电池装车量是62.0GWh，同比增长60.2%，占总装车量68.2%。

通过这些数据可以看出，磷酸铁锂电池在市场上越来越受欢迎，装车量稳步上升。而磷酸铁锂电池市场热度超越三元锂电池的原因，有多个方面的影响。

首先，今年国补已经永久退出历史舞台，加之材料价格上升，车企需要想办法降低造车成本，而磷酸铁锂电池显然更具优势。而关于三元锂电池和磷酸铁锂电池的生产成本，去年也有数据统计，容量为60kWh的电池，三元锂电池的成本是4.8万元，磷酸铁锂电池的成本是3.6万元，两者之间差距就是1.2万元，并且这价格差还会随着环境影响有所波动。

然后是磷酸铁锂电池技术在不断进步，比如采用比亚迪刀片电池、CTP封装技术等，使得电池的能量密度在不断提升。与此同时，得益于电池封装工艺的改进，电池的单位体积利用率也更高，能量密度带来的单位电池成本会有所下降，也就是说，现在磷酸铁锂电池在技术不断提升的同时，生产成本也在不断降低，所以从性价比来看，磷酸铁锂电池显然更适合市场需求。

也因为磷酸铁锂电池更具性价比，近两年越来越多主流车企的车型开始换成了铁锂电池，比如比亚迪搭载刀片电池的车型、小鹏G3i、P5，以及特斯拉Model3和Model Y等车型都推出了铁锂版本。不过这些铁锂版本更多是车系的低配版本，高配版本仍然主要用三元锂电池。

结语：

凡事都是一把双刃剑，新能源车的动力电池也不例外，磷酸铁锂电池和三元锂电池没有绝对的好坏，只有适不适合。如今随着磷酸铁锂电池的性价比越来越高，在市场上的受欢迎度也在不断上升，装车量不断在升高。不过对于定位更高端的车型来说，因为需要更强的性能，更顶尖的续航里程，所以它们仍在采用三元锂电池。

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