磷酸铁锂电池与三元锂电池 内行人支招，买新能源车，选磷酸铁锂还是三元锂电池？

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。

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。

科普贴｜磷酸铁锂与三元锂电池之争

文|皆电 作者|周师兄

迷你四驱车相信伴随了不少90后的童年，也正是从那时起，我们知道了电池不单只有一次性电池，还有充电电池。

00后中遥控汽车成为了他们的最爱，可控可玩性也更高。

到如今“兰博基尼”、“法拉利”已经成为10后的座驾，使用的动力电池也从普通玩具的五号电池升级为可充电的锂离子电池。

可以说电池无处不在，它的作用是也来越大，电池作为汽车的动力源也不再是小时候的幻想，马路上越来越多的新能源车就是如此。不过作为汽车的动力电池，它性能的好坏直接关系到整车的续航和安全。

电池分类

电池的种类其实非常多，按类型可以大致分为化学电池、物理电池和生物电池。

像我们平时常见的纽扣电池、5号电池、锂离子电池这类都属于化学电池。电容这类属于物理电池，微生物电池这类则属于生物电池。

而电动汽车上用的则是化学电池，如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等都属于这一类型。从结构来看还可以再分两大类，蓄电池和燃料电池。当然，这里说的蓄电池并不是大家日常说的汽车电瓶，而是对可重复充电电池的统称，其中车载的铅酸蓄电池仅仅是细分门类的一种。燃料电池目前应用较少，就不作展开了。

六种锂电池

锂电池是目前电动车乃至时下绝大多数电子产品上最常用的电池种类，它从1970年诞生至今将近半个世纪了，它的优势是能量密度高、循环使用寿命长。

目前锂离子电池主要是按照正极材料的不同来分类，因为负极材料对电池能量密度的影响不大，所以现在主要通过不断改进正极材料来提升电池的性能。

市面上最早有六类电池材料分别是钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰和镍钴铝。

钛酸锂 是作为负极材料使用的锂电池，它的能量密度很低，应用在电动车上显然不吃香。

钴酸锂 则相反，它是能量密度相对较高，但是寿命和耐高温性能就比较差，大多用在手机等数码设备当中。

锰酸锂 成本低而且稳定，但能量密度也比较低。

所以，从能量密度和安全性综合来看，综合性能更好的磷酸铁锂电池和三元锂电池 成为了电动车动力电池的主流，不过这两种电池在自身特点上也存在显著差异。

电池能量密度

三元锂>磷酸铁锂

评价电池性能好坏最关键的指标就是电池能量密度，电池能量密度的概念和其他物质密度的概念一样，简单来说就是单位重量或体积下电池含有的电能。

打个比方，两块同样大小和重量的矿石，一种含杂质较多，一种含量高，那么毫无疑问含量高的显然更值钱。

电池的能量密度和矿石的含量一样，相同体积或重量下，能量密度越高提供的电能也就越多，续航相对也越长，提高电池能量密度等于增加了车辆续航。

磷酸铁锂电池（LFP）是用磷酸铁锂作正极材料的锂离子电池，三元锂电池则是一种以镍钴元素作为正极材料，以锰盐或铝盐来稳定化学架构的锂电池，主要有NCM（镍钴锰）和NCA（镍钴铝）。

受制于化学特性，磷酸铁锂电池的电压平台低，磷酸铁锂电池的能量密度大概在140Wh/kg左右。而三元锂电池电压高，能量密度基本为240Wh/kg。也就是说，在相同电池重量下，三元锂的能量密度是磷酸铁锂材料能量密度的1.7倍。

毫无疑问，在能量密度上三元锂电池优势明显，不过不同“配方”的三元锂电池它的能量密度也会有差异（镍、钴、锰/铝三者不同比例）。

特斯拉使用的21700 NCA三元锂电池电芯的能量密度高达260Wh/kg，是目前的量产电动车里最高的，它的镍钴铝比例为8:1.5:0.5，属于“高镍电池”。

在NCM电池中，按照镍钴锰三者含量的不同，可分为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811（数字代表镍钴锰的比例）。

按照目前的对电池续航里程的要求，高镍的NCM811是重点突破方向。因为随着镍元素含量的升高，三元正极材料的比容量逐渐升高，电芯的能量密度也会随之提高。

但是从表格来看，两种NCA811和NCM811中显然前者性能更优秀，那到底该走NCA路线，还是走NCM路线？

其实选择不难，镍钴铝电池对制作工艺要求高、成本高且技术掌握在日韩手中，另一方面容易在较高温度的情况下导致热失控。

镍钴锰电池的续航表现不如镍钴铝电池，但好处是含锰三元体系热稳定性更佳更为安全，所以国内主要研发镍钴锰电池。

安全性

磷酸铁锂>三元锂

磷酸铁锂的热稳定性是目前车用锂电池中最好的，电热峰值大于350℃，当电池温度处于500-600℃高温时，其内部化学成分才开始分解。

三元锂电池的热稳定性较差，300℃左右就开始分解，因此对电池管理系统的要求非常高，需要防过温保护装置和电池管理系统来保护电池的安全。所以在高温条件，磷酸铁锂的安全性相对较高。

低温性能

三元锂>磷酸铁锂

冬天电动车续航里程衰减已经是司空见惯了，磷酸铁锂电池的低温性能要劣于三元锂电池。磷酸铁锂电池温度使用下限值-20℃，且低温环境下放电性能差，在0℃ 时的容量保持率约60～70%，-10℃时为40～55%，-20℃时为20～40%。三元锂电池低温温度使用下限值-30℃，低温放电性能好，和磷酸铁锂电池相同低温条件下，冬季时里程衰减不到15%，明显高于磷酸铁锂电池。

当然，为了避免出现明显的里程衰减现象，大多数车辆现在都有相应的热管理来保证电动车冬季性能。

寿命

磷酸铁锂>三元锂

电池寿命就是电池在多次完全充放电后的电量衰减，一般电动车电池充满后衰减到原有80%电量就代表电池该换了。

磷酸铁锂电池的完全充放电循环次数大于3500次后电量才会衰减到原有的80%。也就是说如果每天充放电一次，磷酸铁锂电池也要将近10年才出现明显衰减现象。

而三元锂电池比磷酸铁锂电池寿命短一些，完全充放电循环大于2000次会开始出现衰减现象，也就是大概在6年的时间，当然通过电池管理和车辆电控系统也可以稍微延长一点电池寿命，但是也只能是稍加延缓。

当然，电动车电池是由多个单体电池串并而成，其工作状态类似木桶效应，一只木桶能盛多少水，并不取决于最长的那块木板，而是取决于最短的那块木板。电池组类似，只有在电池性能高度一致时，寿命发挥才能接近单体电池的水平。

成本

三元锂>磷酸铁锂

在电池成本上，磷酸铁锂电池也有巨大优势，它没有贵重金属（镍钴金属元素），所以在生产成本上较低。

三元锂电池使用了镍钴锰多种材料，并且高镍电池的生产需要比较严格的工艺环境，目前成本比较高。

并且经过这几年的开发，作为关键材料锂、钴等金属资源开始吃紧，尤其是金属钴，它的价格一路飞涨，报价在20万元/吨以上。而一吨电解镍的价格，目前也就11万出头。所以也倒逼着电池企业往811路线，提升镍的含量，降低钴的含量，也能带来成本的降低。

镍氢电池

镍氢电池是目前除锂电池外另一种主流电动车动力电池，主要在上世纪90年代后逐渐发展开来，以丰田为代表的很多混合动力汽车都是采用这种电池，不过近年来它们也逐渐换用三元锂电池了。

镍氢电池的能量密度约为70-100Wh/kg，电池单体电压仅为1.2V，是锂电池的1/3，因此在需求电压一定的情况下，它的电池组体积会大一点。

另外相比锂电池，镍氢电池需要更注重电池的充放电管理。这是因为镍氢电池具有“记忆效应”，电池在循环充放电过程中容量会出现衰减，过度充电或放电，都会加剧电池的容量损耗。

所以镍氢电池的充放电区间会控制在总容量的一定百分比范围，避免过度充放电来降低容量衰减速度。

三元锂和磷酸铁锂之争

从电池能量密度、低温性能、安全性、使用寿命以及成本来看，磷酸铁锂电池和三元锂电池是各有优势，有点难分难解，也导致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。

以特斯拉为代表的企业最早采用三元锂电池，续航优势明显。而比亚迪一直是磷酸铁锂路线的代表者和坚持者，认为磷酸铁锂安全性最好。不过随着比亚迪从磷酸铁锂电池转变为三元锂电池来看，显然这两种电池路线的争论也已经落下了帷幕。

但是注意，乘用车采用三元锂电池并不代表磷酸铁锂电池就此淘汰，套用李想的一句话就是，磷酸铁锂属于大巴，三元锂电属于乘用车，固态电池属于未来。

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