磷酸铁锂电池崛起，三元锂电池是如何一步一步被冷落的？

新能源车的动力电池和燃油车的发动机不同，由于物理限制，动力电池很难在短时间内实现革命性的变化。新能源车在中国发展这么多年，真正主流的电池类型也只有磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。不得不说，相比于“百花齐放”的内燃机行业，新能源车的动力电池如今还只是个“弟中弟”。

有趣的是，动力电池并没有按照既定的发展路线一直走下去，而是在磷酸铁锂和三元锂之间不停的摇摆、反复横跳。整个的发展路径大体是：磷酸铁锂电池➡三元锂电池➡磷酸铁锂电池。

这样的变化，无疑验证了近些年新能源车行业的发展近况。起初，新能源车续航里程不足成为了摆在消费者面前最重要的难题，此时大部分车企看到了三元锂电池能量密度高的优点，于是纷纷转向三元锂电池。

好景不长，新能源车的续航里程上来了，产品的故障率也上来了。无论任何品牌，只有你在百度上查询「xx空格自燃」，一定会出现不少相关新闻。各大车企享受到了三元锂电池的优势，却也被接踵而来的问题弄的焦头烂额。至此，三元锂电池可靠性差的缺点被放到了最大。

事情迎来转机是2019年底，有两个厂商为磷酸铁锂电池带来了重大的革新：宁德时代和比亚迪。它们分别带来了CTP技术和刀片电池技术，从侧面解决了磷酸铁锂电池能量密度低、低温下续航衰退严重的缺点，却又保持了成本低、安全性高的优点。

这两家企业作为中国动力电池行业的龙头老大和老二，它们的技术走向影响到了很多车企，其中就包括销量大户特斯拉。

那么，三元锂电池是如何一步一步被冷落，磷酸铁锂电池又是如何一步一步实现逆袭的呢？我们就把上面这个发展路径拆开，从技术角度看看哪种类型的电池才真正适合未来的新能源车。

●两者的相似与不同

想解析磷酸铁锂电池和三元锂电池的“恩恩怨怨”，就要先了解它们之间的不同。

开头我们现抛出一个观点，就是磷酸铁锂电池和三元锂电池在不同场景下会有自己的优势，并不存在谁碾压谁一说，否则也就不会有车企的“反复横跳”了。

尽管名字相去甚远，但实际上磷酸铁锂电池和三元锂电池只是在正极材料上有所不同。顾名思义，磷酸铁锂电池的正极材料是磷酸铁锂，而三元锂电池的正极材料是镍钴锰（NCM）或镍钴铝（NCA）。

因为电池的本质是产生化学反应，所以无论采用哪种材料作为电池的正极，化学元素的特性都是与生俱来的，电池做成圆柱形、长方形、甚至三角形都不会对电池的本身有影响。

抛开一些复杂的化学公式，我们直接看结果。磷酸铁锂电池的化学反应决定了这种电池的稳定性、可靠性都比较好。与三元锂电池相比，磷酸铁锂电池有很好的耐高温性，即使电池表面温度超过500度，也不会在挤压、针刺后出现起火自燃。

另一方面，磷酸铁锂电池有着出色的循环性和可逆性。这个特性让能量型磷酸铁锂电池的循环寿命可长达3000-4000次，倍率型磷酸铁锂电池的循环甚至可达上万次。这样的物理特性直接应用到新能源车上，就是电池的续航里程并不会随着一次一次的充电而下降。

当然，它的优点也是他的缺点。由于电池内部的晶体结构不活跃，所以它虽然够安全，但导电率太低了。尤其是在低温环境下，材料活性降低，能够发生移动的锂离子数量减少，因此磷酸铁锂在低温情况表现不佳。

在新能源车行业的发展初期，大部分车企都会采用磷酸铁锂电池，因为成本低、安全性好。但随着消费者越来越不满足于较短的续航里程以及低温环境下的续航表现，三元锂电池开始逐步取代磷酸铁锂电池的位置。

三元锂电池是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，经过一定的比例混合而成。这其中每一种元素都发挥着重要的作用，同时每个元素的特点也制约着电池性能。通俗点说，三元结构的材料十分稳定，搭配镍对正极材料能量的提高，在相同体积的情况下，三元材料具有的电量比磷酸铁锂更多。

许多车企在宣传的时候，也喜欢标明三元锂电池的电量更高、续航里程更长。作为新能源车最重要的卖点，它也一度成为了车企互相追逐的对象。

那么，三元锂电池这么好，为什么后来会饱受质疑呢？这一切，就要从我们耳熟能详的“自燃”事件开始说起。

●三元锂电池的“爆火”之路

三元锂电池火了两次，一次是消费者的口碑中火了，一次是在大马路上火了。

我根本不需要单独拿出某款车来说，因为大部分采用三元锂电池的新能源车都经历过自燃事件。有些是在充电中，有些是在行驶中，工况不一样，但带来的结果都一样。自从三元锂电池开始成为主流，一桩桩一件件的车辆自燃总会不时的出现在头条新闻上。

三元锂电池耐低温，但不怎么耐高温。一些极端情况下，电池会释放氧分子，三元材料会在此时越来越不稳定，最后失控起火。造成这个现象的原因有很多，比如气温过高、内部短路、挤压、穿刺等等。我们所看到的绝大部分新能源车起火自燃事件，最终背锅的都是三元锂电池。

所以综上所述，除了新能源车之外，大部分带有动力电池的车型都会选择自己适合的电池类型。比如，插电混动车几乎无一例外的都搭载了三元锂电池，因为磷酸铁锂的电池重量太大，会大幅增加车辆的油耗，三元锂电池重量轻的特点在此时显露无疑。

而纯电动的公交车或运输车辆一般都会使用磷酸铁锂电池，因为这类车对于电池安全的要求极高，不容有一点闪失，所以尽管充电效率低、续航里程短，它也仍然是这些车辆的唯一选择。

针对三元锂电池可靠性差这一点，也有不少厂商开始寻找补充方案。在这个过程中，原本已经快被纯电动家用车遗忘的磷酸铁锂电池又再次出现在了大众的视野里。这次，它是带着三元锂电池的优势而来的。

●磷酸铁锂电池的优势，不仅仅是便宜

如果你看过近期中汽协提供的数据，你会发现10月份磷酸铁锂电池装车2.4GWh，同比上升127.5%，其中销量最高的五菱宏光MINI EV以及特斯拉Model 3等车型都选择了磷酸铁锂电池。而自今年九月份起，磷酸铁锂电池的需求量持续增长，一度出现了供不应求的情况。

发生这样的变化和两项技术有最直接的关系，就是上面我们说到的CTP技术和刀片电池技术，它们分别来自宁德时代和比亚迪。

首先，宁德时代的CTP技术就是把电芯放入设计好的电池包内部，然后按照最佳的排列组合方式，组装成一种新的锂电池。做了相应的优化之后，电池的体积利用率会提高15%～20%，零部件数量减少40%，生产效率提升50%，并且会大幅降低电池的成本。

原本被三元锂电池占据的新能源车市场，一下子就被这个新技术盘活了。自从宁德时代与北汽率先达成战略合作之后，越来越多的车企开始再次“掉头”使用磷酸铁锂电池。

那么刀片电池是什么呢？其实它更像是磷酸铁锂电池的另一种衍生形式，刀片电池会大幅拉长电芯的宽度，厚度做薄，在电芯被拉长之后，形状看起来又扁又长，像刀片一样，刀片电池也就因此而得名。

这种变化最大的好处是，体积能量密度可以大幅提升30%以上，并且可以节省物料、人工等等成本。另一方面，由于电池组更薄，它的散热性能也会更好，就像是10纳米的芯片提高到了5纳米一样的逻辑。

由此可见，大部分车企转向磷酸铁锂电池，绝不是因为便宜或成本低。随着技术的发展，磷酸铁锂电池已经逐渐弥补了自身的劣势，在2020年这个时间节点，三元锂电池被冷落其实已经是无可奈何的大趋势了。

●写在最后

电池技术的缓慢发展决定了这个行业短时间内不会有太大的变革，磷酸铁锂电池之所以会逆袭，也仅仅是因为它获得了三元锂电池的优势。从长远角度看，它本身并没有带来太大的革命性技术。我们想见到真正属于未来的电池技术，恐怕还要静待一段不短的时间。