本文目录一览：
- 1、三元锂电池的优缺点，三元锂电池为什么不建议充满
- 2、磷酸铁锂电池与三元锂电池相比，都有哪些优缺点？
- 3、三元锂电池的优缺点
- 4、又要便宜几万？为了成本，特斯拉和比亚迪都“抛弃”了它！
- 5、三元锂电池优缺点有哪些?三元锂电池优缺点介绍
- 6、彻底终结电动车安全痛点？一文看懂比亚迪刀片电池
三元锂电池的优缺点，三元锂电池为什么不建议充满
; 在上一篇文章中，我们简单介绍了磷酸铁锂电池的发展历史以及优缺点，(可点击新能源车常见的另外一种动力电池——三元锂电池。
三元锂电池发展简史
新能源车发展到现在，国家补贴政策起到了很重要的作用，磷酸铁锂电池的沉寂与三元锂电池的崛起，就是补贴政策导致的，具体怎么回事，我们看一下过去几年补贴政策的变化就知道。
通过上表，我们可以发现新能源车的国家补贴主要看续航，而且从16年至18年，获得补贴的最低续航在不断上升。在上一篇文章中已经有介绍，当时磷酸铁锂蓄电池最大的问题就是续航低，譬如说17款比亚迪宋EV，其搭载的磷酸铁锂电池的NEDC续航是270公里，18年宋EV换成了三元锂电池，NEDC续航达到350公里。
从上表我们可以看到17年至18年的补贴标准发生了很大变化，不仅直接砍掉了250公里以下的补贴，而且即使达到250公里，单车的补贴只有原来150至250公里的水平。
这么剧烈的补贴缩水，磷酸铁锂电池更本没有生存空间，三元锂电池成为纯电新能源车的主流选择。
但是随着三元锂电池的广泛应用，新能源车充电失火发生的频率也越来越高，大家对于新能源车的关注点逐渐从续航里程转移到安全性上。2020年，国家重新修订了《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，增加了多项电池包安全试验，使得三元锂电池失火的频率降低了不少。
三元锂电池的优缺点
三元锂电池的优点是单位体积的能量密度要比磷酸铁锂电池高，与磷酸铁锂电池同等能量密度，三元锂电池的体积更小，相同大小的三元锂电池可以提供更高的续航。
此外，三元锂电池的循环充放电性能更加好，正常情况下可以循环充放电2000次以上，再加上三元锂电池的能量密度高，充电的频率相对来说会更低，换言之使用寿命会更长。
还有就是三元锂电池不怕冷，所以在冬天的时候续航没有磷酸铁锂电池掉得那么厉害。
三元锂电池的活性锂与电解液发生反应会释放热量，所以这种电池的缺点是容易发热。不过只要不施加太大的充电电流，再在上电池有散热系统，反应释放的热量并不会带来太大威胁。
只是现在一昧追求缩短充电时间，快充的充电功率越来越大，就会导致电池产生热量的速度远大于散热的速度。高温会导致锂离子析出过快从而形成枝丫状的晶体，这些晶体会刺穿正负极之间的隔膜形成短路，在短时间内产生高温引发自燃。
广汽埃安针对三元锂电池自燃的问题推出了弹匣电池，其原理是用隔热壳体包住电池单体，即使电池单体短路也不会影响到附近的单体。同时还配备了一套高效的热管理系统，让电池的热量能够更好地被带走。
三元锂电池为什么不建议充满
网上有很多人说磷酸铁锂电池要充满，三元锂电池充到90多就行了不要充满，原因是锂电池充满电后电压会升高，从而影响电解液和正负极材料的活性，导致电池容量衰减。同时，三元锂电池也不适宜过放，最好在电量剩下30%的时候就充电。
目前来说，制约三元锂电池的最大因素是生产成本高，包括了原料的成本高以及热管理系统成本，所以就会导致整车的价格偏高。再加上补贴少，成本都压在了消费者身上，目前主要是中高端纯电动车才会用三元锂电池。
磷酸铁锂电池与三元锂电池相比，都有哪些优缺点？
磷酸铁锂电池与三元锂电池相比，都有哪些优缺点？
新能源电动汽车目前的动力电池主要以磷酸铁锂电池和三元锂电池为主，这两块电池各有什么优缺点？ 在这里简单介绍一下
1 ：能量密度
在目前的技术中，磷酸铁锂电池单体的能量密度通常在90-120Wh/kg之间，但三元锂电池单体的能量密度可以达到200Wh/kg左右，单纯从能量密度的比较来看，三元锂电池胜出。
2 ：安全性
三元锂电池正极材料的分解温度为200左右，磷酸铁锂电池正极材料的分解温度为700左右。 在实验室测试环境下，磷酸铁锂电池单体短路，几乎不起火，三元锂电池不是，主要是在高温安全方面，磷酸铁锂电池胜出。
3 ：低温适应性
常温下，磷酸铁锂电池和三元锂电池基本相同，但低温下，磷酸铁锂电池的衰减比三元锂电池差很多，很多纯电动汽车的车主认为冬季汽车的公称续航和实际续航差距很大。 也就是说，锂电池在冬天活性不足。
4 ：电池充电循环寿命
磷酸铁锂电池的循环寿命约为2000次以上，三元锂电池的循环寿命约为1000次左右，这种磷酸铁锂电池胜出。
综上所述，在目前的技术条件下，磷酸铁锂电池和三元锂电池，依然平分秋色，各有所长，凭借各自的优势在市场上占有一席之地。 在电池技术日新月异创新的情况下，也许会出现更好的电池技术。
由此可见，目前的动力电池之争主要在三元和磷酸铁锂之间，但未来并不一定局限于此。 石墨烯、氢燃料等电池的商业化还有很长的路要走，但新技术、新材料层出不穷，或不知不觉地改变了现有电池市场的结构。 对企业来说，这样复杂的局面无疑也增加了市场竞争的难度。 押宝三元、押宝铁锂、甚至押宝燃料电池，只能在任一瞬间获胜，不可能一劳永逸。 未来，新能源汽车市场的电池技术路线之争，或者有很长一段时间的竞争。
三元锂电池的优缺点
三元锂电池的优点是：体积更小，容量密度更高，耐低温，循环性能更好，是新能源乘用车的主流。缺点:热稳定性差，在250-300℃会分解，三元锂材料的化学反应特别强烈。一旦释放出氧分子，电解液就会在高温作用下迅速燃烧，进而发生爆燃。
三元锂电池又称“三元锂聚合物”，是指以锰酸镍钴或铝酸镍钴为正极材料的锂电池。三元锂电池因其体积更小、容量密度更高、耐低温等优点，被广泛应用于新能源汽车。比如我们熟知的特斯拉，它的所有车型都使用三元锂电池。
三元锂电池的寿命是2000次充放电循环，如果我们把它算作一天一次充电，可以持续五年以上。但是，实际上，使用和理论还是有区别的。
进行1000次循环充放电，其实三元锂电池已经衰减了50%，也就是说充满电后只能跑原来里程的一半。那么如何避免这种情况呢？用的时候充电，没电了再充电。此外，优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池的衰减。
又要便宜几万？为了成本，特斯拉和比亚迪都“抛弃”了它！
2月中下旬，一则新闻让新能源车行业炸开了锅——特斯拉正与宁德时代共同研发『无钴电池』，或将用于国产Model 3车型。它直接造成几家有涉钴业务的上市公司直接跌停，但是对于消费者而言，可能不太理解这个消息背后的深刻意义。
那么，『无钴电池』到底是什么呢？它真的很重要吗？
什么是无钴电池？
这里简单科普一下，纯电车使用的动力电池，根据正极材料的不同分为几大类，目前市场最主流的两条技术线路就是『三元锂电池』和『磷酸铁锂电池』。这两种电池的隔膜、电解液以及负极材料基本都相同，唯一不同的是正极材料。
从广义上来看，电池的正极材料中含有钴元素的电池，都可称作『有钴电池』，正极材料中不含钴元素的电池，都可称作『无钴电池』。
从狭义认知来看，『三元锂』指的是包含镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）或铝（Al）三种金属元素的聚合物，其中“NCM”、“NCA”中的C就代表钴元素，所以它们都属于『有钴电池』；而磷酸铁锂电池的正极是橄榄石结构的LiFePO4材料，所以我们通常会认为『无钴电池』就是磷酸铁锂。
为什么要用无钴电池？
再进一步说，为什么特斯拉突然要改用『无钴电池』呢？
其实，这些年来特斯拉一直都在致力于降低钴的使用量。2009年，在Roadster上，特斯拉用的是钴酸锂电池。2012年，在Model S上，钴的使用量是11千克/辆车。2018年，在Model 3上，钴的使用量为4.5千克/辆车。到如今。2020年，特斯拉打算使无钴电池。而钴的使用量逐步递减，最终目的还是因为『成本』。
我们都知道，电动车的核心部件是三电系统。三电系统中，以电池的成本最高，可占到整车成本的35%-40%；在三元锂电池中，又以钴材料的成本最高，可占整个电池包成本的30%-40%。而在磷酸铁锂电池中，正极材料只占电池成本约13%-15%。
在前一段世界召开的电动车百人会上，中国科学院院士欧阳明高提到，现阶段新能源车的动力电池的成本在0.6~1.0元/Wh之间，其中下限是相对更便宜的磷酸铁锂电池，上限是成本更高的三元锂电池。换装无钴电池，特斯拉又可以继续降本放量。
使用『无钴电池』，除了价格的下降，还包括价格与供应的稳定。因为钴通常是铜或镍开采的副产品，它容易受到这些金属的需求和价格波动的影响。
除此之外，很容易被人忽略的一点是：特斯拉与宁德时代采用新的电池技术，其实也是在摆脱核心供应商的桎梏。在此之前，我们都知道特斯拉与松下建立起了非常紧密的合作关系，但是在Model 3产能爬坡时，松下的电池供应速度被马斯克多次吐槽，传出不少“绯闻”。换句话说，当最关键的核心供应商只有一家的时候，对特斯拉的生产制造而言，是冒着极大的风险的。
增加供应商、开拓新的技术线路，将鸡蛋放在不同的篮子里，这在商业竞争中才是一个更加聪明的方案。就在笔者的落笔之时，又有新的消息传出特斯拉准备自产电池，这也佐证了这一点推测。
有趣的是，当外界纷纷猜测，特斯拉将与宁德时代共同研发新一代磷酸铁锂电池时，『特斯拉上海超级工厂』在抖音回复网友称：“请留意四月特斯拉的电池发布会，无钴，不代表一定是磷酸铁锂”，随后该条评论被官方删除。这让我们对两者合作的产生了更多的好奇。
但无论是使用不含钴的磷酸铁锂电池的路线，还是采用NCM811高镍电池向NCMA（镍钴锰铝）四元电池进阶、并在过程中逐渐以经过处理的其他包覆元素来代替钴的路线。这都是一件好事，因为：
于特斯拉而言，与国内动力电池巨头宁德时代合作，既可进一步降低成本，还可以提升效率，同时增加了电池供应渠道，还可以保证上海工厂不受电池瓶颈限制，可谓一石多鸟。
于新能源汽车市场而言，特斯拉与宁德时代的合作，或将进一步降低国产特斯拉的制造成本，进而将国产特斯拉售价空间继续下探，进一步激活国内25万级别的电动车市场。
比亚迪和特斯拉想到一块了
无独有偶，在特斯拉公布前1个月，比亚迪也同时宣布推出新的“无钴电池”——超级磷酸铁锂电池，官方又称之为『刀片电池』。
什么是刀片电
所谓刀片电池，是指“长电芯方案”（主要指方形铝壳），一种通过增大电芯的长度（扁长化设计），以阵列的方式排布在一起，像“刀片”一样插入到电池包里面，从而改进电池包集成效率的技术。它不是指某一个特定尺寸的电芯，而是可以基于不同需求制作成不同尺寸的电芯，大致原理如下：
通过刀片电池的方式，比亚迪的磷酸铁锂电池的能量密度可达到180Wh/kg，相比此前提升大约9%，而体积能量密度可以提升50%，同时，通过更改内部机构等技术，单位成本可以降低30%。据比亚迪官方介绍，新的刀片电池寿命可达百万公里以上。
比亚迪官宣「汉」将是全球首款搭载「刀片电池」的车型，有望于今年6月上市。
铁电池的优势？
刀片电池特殊的地方不仅是全新的电池排布结构，还有一个重点是，它是一款磷酸铁锂电池。这在三元锂电池方案蔚然成风的行情下，也是一个逆势而行的决断。
比亚迪选择它，也是看中了它的几个优点。
首先，磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便遇到高温或过充，也不会像钴电池一样、结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此磷酸铁锂电池天生就具有更好的热稳定性，即使碰撞破裂也不容易发生自燃。
热稳定性更差的三元锂频发自燃
其次，磷酸铁锂还拥有更好的耐用性，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%。再来，因为它没有贵重金属（镍钴金属元素），所以在生产成本上较低，且生产环节更加环保。
以上优点都是三元锂电池不具备的。
铁电池有这些优点，为什么之前没有大规模应用呢？
我们看看销量。2019年，我国动力电池产销量分别累计为85.4GWh和75.6GWh，其中，三元电池产量累计55.1GWh，占总产量64.6%，累计销售53.0GWh，占总销量70.0%。磷酸铁锂电池产量累计27.7GWh，占总产量32.4%，累计销售20.6GWh，占总销量比27.2%。
从这个比例来看，三元锂电池的市场表现显然比磷酸铁锂更加强势，造成这个现象的原因，主要还是铁电池仍有不少缺点没被解决。
一是低温性能差。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%。与此相对，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%。所以，相较于三元锂电池组，磷酸铁锂更加依赖于电动车的用车环境和电池温控系统。
二是能量密度低。受制于化学特性，磷酸铁锂电池的电压平台低，普通磷酸铁锂电池的能量密度大概在140Wh/kg左右。哪怕是比亚迪的超级磷酸铁锂电池，能量密度也就只能达到180Wh/kg，距离三元锂电池动辄200Wh/kg以上能量密度，还是有差距。
还有一个大家比较容易忽略的点——补贴因素。之前的三元锂电池因为能量密度更大，能够拿到的补贴更多，大家自然走更加轻松的路，但是2019年的补贴全面下跌之后，两者的差距越来越小，这也是磷酸铁锂电池又重回人们的视野的重要原因之一。
如何克服能量密度问题？
低温性能和政策原因，大家比较容易理解，我们这里重点说说铁电池的能量密度问题。这一点正是宁德时代和比亚迪攻坚的重点：比亚迪交出的是『刀片电池』结构，而宁德时代交出的就是『CTP技术』。
比亚迪刀片电池的特点
从比亚迪披露的专利来看，刀片电池是把电芯长度拉长，厚度做薄，做成430mm甚至2500mm的超长电芯，其电芯是两端出极耳。和传统方形电池相比，呈现“扁平”和“长条”形状，并且直接省去了电池模组这个环节。
在电池包总体积一致的情况下，现有的电池PACK结构，多出了各模组的侧板、端板、紧固件、横梁、纵梁等组件；而采用了新结构的比亚迪电池包，除去电池管理系统、配电箱等组件，包内空间利用率大概在62%左右。受到不同的电芯布局方式影响，包内空间利用率分别为55%到65%，如有需求甚至可以达到80%。
由于零部件的减少，带来重量的减少，因此单位质量能量密度也能够提高，整车续航里程也能提高。采用新结构的电池PACK，带电量约增加20%-30%，续航里程也能提升20%-30%。
宁德时代CTP的特点
相比比亚迪的刀片电池，宁德时代在技术上并没有那么激进，它还是保留了模组概念，只不过模组的数量减少了，或者说每一个模组都变大了。
根据宁德时代的专利，一个大模组里面被若干个塑料材质的散热板分割成一个个小的空间，方壳电芯就像电脑硬盘一样，可以插进这些小空间。
每个电芯的侧面还贴有导热硅胶垫片，且电芯宽度方向的散热板留有散热通道，可以直接于外部的冷却管路连接。
根据宁德时代的数据显示，这样做能够减少约40%的零部件，这些零部件来自模组之间的连接线束、侧板、底板等。此外，在电池体积不变的情况下，采用CTP技术的电池Pack包内体积利用率也提升了15%-20%。
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宁德时代的CTP技术，比亚迪的刀片电池技术，都大幅提升了磷酸铁锂电池的能量密度，当这一块短板被补齐，后补贴时代，我们或许很快就能看到铁电池的回归。
其实，无论特斯拉和宁德时代最终决定使用什么技术线路，它和比亚迪的选择，都会对现有的三元锂电池市场造成极大的冲击。届时，车型的成本减低，消费者也能用更少的钱买到同样出色的产品了。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
三元锂电池优缺点有哪些?三元锂电池优缺点介绍
今天要给大家介绍的内容是汽车知识。很多朋友都知道，我们电动车的核心就是我们的电动车电池。那么每个人都会想到很多品种。然后我们来了解一下三元锂电池的优缺点。三元锂电池的优缺点简介优点三元锂电池比普通钴酸锂具有更高的能量密度和更好的循环性能。目前，随着配方的不断完善和结构的完善，电池的标称电压已经达到3.7V，容量已经达到或超过锂钴氧化物电池的水平。三元锂电池的优缺点简介缺点:三组元动力锂电池主要包括镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等。由于镍钴铝的高温结构不稳定，高温安全性差，高pH值容易引起单体胀气，造成危险。目前成本较高。好了，今天的介绍到此结束。从上面的文章我们可以看出，介绍的三元锂电池的优缺点还是很清楚的。在这里，我们应该告诉每个人，我们必须照顾好电池。希望今天的介绍能对大家有所帮助。
彻底终结电动车安全痛点？一文看懂比亚迪刀片电池
撰文|谢天爽
新能源汽车的发展道路上，安全性尤其是动力电池的安全性，一直以来都是很大的挑战。在去年年中，发生了大大小小数十起电动车自燃事件，其中大部分原因都来自动力电池。所以推翻一味追求高能量密度的现状，回归安全性是动力电池可健康持续发展的根本。
在国内市场，掌握动力电池技术并具有持续开发能力的整车企业凤毛麟角，作为靠电池起家的比亚迪肯定能算一员。
3月29日，比亚迪正式发布了刀片型磷酸铁锂电池也就是所谓的“刀片电池”，相比于其他动力电池安全性更高，并且兼具长寿命和长续航。比亚迪集团董事长王传福在发布会上还放下豪语：“‘刀片电池’将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”
看懂刀片电池，先来了解CTP
CTP技术全称Cell To Pack，也叫无模组技术。其实目前一般电动汽车上搭载的电池包，由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装到电池包（Pack）里，形成了“电芯（Cell）——模组（Module）——电池包（Pack）”的三级装配模式。而CTP是电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节。
刀片电池正是利用了CTP设计把电池包壳体内部的空间利用率由传统设计方式的40-50%提升至60-80%。
具体来讲，就是现有的电池包结构，通常由单体电芯组合成模组，再将模组加上BMS、配电模块等零部件，组合成“电池Pack”。
而CTP技术，就是取消模组，将单体电池直接集成到电池包。从而提升电池PACK的包内空间利用率，增加了电池容量。
刀片电
在了解了CTP之后，再来仔细聊聊“刀片电池”。
从本质来讲，比亚迪的刀片电池依然属于磷酸铁锂电池类目。按照官方说法,宁德时代CTP电池包省去了电池模组的组装环节,体积利用率提高15%-20%,能量密度提升10%-15%。而比亚迪采用GCTP封装技术的磷酸铁锂“刀片电池”,也让电池组的“体积比能量密度”提升超过50%。
同时据比亚迪的专利显示，全新的“刀片电池”所采用的是方壳长电芯，电芯采用扁平化的设计，最大长度达到2.5米，是传统磷酸铁锂电池的10倍以上。
“刀片电池”电池包
而且刀片电池在成本控制上也有着不错的表现。
三元锂电池因正极材料中的镍钴铝(NCA)或者镍钴锰(NCM)而得名“三元”,其中“钴”是必不可少的金属元素之一，然而作为贵重金属，加之我国钴保有量并不丰富，所以其成本高居不下。
随着补贴力度减小,三元锂电池高成本的弊端将会逐渐显现出来,对于占据电动车BOM成本近40%的动力电池来说,改进正极材料对于稀有金属的依赖，是未来的重点发展方向。
另外，关于刀片电池能量密度的具体数字方面，在发布会上并没有提及。主要原因在于发布会开始比亚迪集团董事长王传福就表示：刀片电池并不是为了追求高能量密度而来，而是要以安全为首要导向。
个人猜测刀片电池的质量比能量密度，应该和目前市面主流的三元锂电池能量密度（140wh/kg～160 wh/kg）大致相同，低于高镍配比的三元电池（160 wh/kg～180 wh/kg）。
安全性是首要目的
在上文介绍CTP时，和大家简单解释了一下取消模组的概念，那么为什么之前要有“模组”？
之所以有模组，一方面是通过外部壳体及边梁保护、支撑电芯，使其在发生意外碰撞等情况下相对稳定；另一方面各个模组独立管理了部分电芯，有助于温度控制、防止热失控（自燃情况），同时便于维修。
传统动力电池包
刀片电池在没有模组的情况下，除去Pack的边梁，电芯将直接承受碰撞的冲击。如何保证并提升安全性？
刀片电池通过将电池单体固定在电池包的边框上，每一个电池堆内有100个左右电池单体，这样既解决了固定问题又解决了强度问题。同时还借鉴了蜂窝铝板的案例，在电池堆的上下两层粘贴两块高强度板，进一步保障强度。
此外，比亚迪在发布会当天播放了一段对比三种电池针刺测试的视频。“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段。这一测试要求用钢针将动力电池电芯刺穿，造成电芯内部的大面积短路。
在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象，电池表面的鸡蛋被炸飞。
传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到了200℃-400℃，电池表面的鸡蛋被高温烤焦。
“刀片电池”在穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30-60℃左右，电池表面的鸡蛋无变化，仍处于可流动的液体状态。
这一结果证明“刀片电池”彻底摆脱了传统动力电池可能会发生的“热失控”的噩梦，其安全性具有非常大的优势。
三种动力电池针刺实验
最后，发布会上还透露了刀片电池率先搭载在比亚迪汉纯电车型上，预计今年6月份在深圳量产、发布。这款车型的综合工况下的续航里程达到605公里，百公里加速3.9秒。
比亚迪汉EV
同时，作为动力电池生产制造上，根据比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙介绍：“几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案，相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息”，所以未来刀片电池很有可能将搭载在更多来自不同品牌的车型上。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
