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磷酸锂和三元锂电池傻傻分不清！您买电动汽车选什么电池？
如今，电动汽车越来越备受市民青睐，才有了5月特斯拉Model3在5月销量再次过万辆，达到了11095辆。如今，电动汽车有采用磷酸铁锂电池的，也有采用三元锂电池的，作为私家车用户来说，买什么电池的电动汽车更好？
长续航续航背后就是高自燃概率！
三元锂电池能量密度大续航长但易高温引发自燃
购买电动汽车的用户最在乎的就是续航长短，续航里程要长，就需要加大电池容量，三元锂电池的能量密度更高。如今包括特斯拉Model3等车都是采用三元锂电池。三元锂电池具有能量密度高，循环性能好于正常钴酸锂的优点。
三元锂电池也并不是没任何缺点，不管是镍钴铝酸锂电池，还是镍钴锰酸锂电池，特别是镍钴铝的高温结构不稳定，导致高温安全性差，且pH值过高易使单体胀气，进而引发危险，而三元锂电池的造价比磷酸铁锂电池更高。
如今很多的电动汽车自燃，并不是三元锂电池就应该背锅自燃就高，而是三元锂电池设计导致，如何从设计上降低高温的产生和让热量消失，成为未来三元锂电池发展的设计瓶颈。
2018年电动汽车自燃统计
在2018和2019年发生多起电动汽车自燃事件，背后更是涉事动力电池企业和电动车企不重视安全，为了降低成本，对电芯品控不严、BMS设计要求太低、没有对动力电池包足够的安全设计保护导致。
2019年电动汽车自燃情况统计
磷酸铁锂电池安全且寿命长但能量密度低续航短
磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素，原料价格低，且磷和铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中（3.2V）、单位重量下电容量大（170 mAh/g）、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。
概括来说，磷酸铁锂电池有更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属（原材料成本低）、支持快速充电、工作温度范围广等优点。不过磷酸铁锂电池的振实密度与压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低；电池成品率低，而电池的一致性差。
要续航买三元锂的车、要安全和便宜买磷酸铁锂车
以上的磷酸铁锂电池和三元锂电池的对比对很多买电动汽车用户来说太过专业，广大的私家车用户根本看不懂。可以肯定的是，购买电动汽车的用户对续航、安全和可靠很在乎。针对平民车型、运营车型和商用车型来说，车企肯定是优选具有寿命、成本、安全性优势的磷酸铁锂电池。
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那些针对中、高端车型及主打差异化、品牌化的车型，车企和消费者还是优选具有大容量、高能量密度、快充效率更高的三元锂离子电池。也就是说，从目前汉配备磷酸铁锂电池来看，续航里程就不及小鹏P7，那些配备三元锂电池的定位中高端的车型，续航里程就会长很多，但电池成本也会高一些，所以车价也会贵一些。
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。
穿越「无人之境」，别克微蓝的三元锂电池炼成记
雷锋网按，毫无疑问，动力电池系统是新能源 汽车 电气化技术最关键的部分。同时，随着电动 汽车 市场大门进一步打开，近年频发的电动 汽车 自燃事件也无不在挑动公众的神经。
「如何让电池变得更安全」，成为了各大厂商致力去回答的难题。
8月 20 日，雷锋网有幸前往上汽通用 汽车 动力电池发展中心参观。作为别克品牌“电动化、网联化、智能化、共享化”战略布局的重要落子，别克微蓝 7 和微蓝 6 PHEV 车型的电池组，以及电池组生产线的神秘面纱也由此揭开。
事实上，在 2019 年 4 月，别克就已经正式推出了微蓝 6 纯电动车型，这是别克在中国的首款纯电动产品。不过，当时这款车搭载的电池容量为 35kwh，NEDC 续航里程仅为 301km。
在刚刚过去的 7 月，别克推出微蓝 6 PHEV，搭载别克全新的 eMotin 智能电驱系统。同时期，纯电动 SUV 微蓝 7 问世，基于通用第二代纯电动平台，搭载 55.6kwh 电池组，NEDC 续航里程达到 500km。
不同于大多数车企单纯的向电池供应商购买电池进行组装，上汽通用 汽车 更偏向于深度参与电芯开发的方式，与电池供应商长期合作开发电池。
比如，上文所提到的别克微蓝7和微蓝6 PHEV选用的三元锂电芯，均在LG化学的技术基础上进一步优化了配方与设计，从而使电池的能量密度更高，寿命更长。
微蓝7（左）和微蓝6 PHEV（右）搭载新一代模块化高性能三元锂离子电池组
从某种程度上来说，温度异常是电池安全事故的最大的诱因之一。
对此，别克微蓝7和微蓝6 PHEV动力电池系统采用了通用 汽车 专属的电芯级智能温度管理系统，并根据两款车各自的结构、造型、性能和其他需求进行了度身定制。
微蓝7的每两片电芯间会布置一块导热片，导热片直接与电池组底部的水冷结构相连，可根据电池工况实现主动冷却或加热。电池组底部的水冷结构进出水管采用双流道蛇行设计，更利于电池模组的温度管理。而且，别克微蓝7的电池组还在电芯间使用泡棉隔绝散热，缓解电芯后期充电时膨胀，从而引发安全隐患。
微蓝6 PHEV电池组则采用了通用 汽车 专利的片层液冷技术，每两个电芯之间都夹有带毛细液冷管道的导热片，厚度仅为0.2毫米，冷却液在毛细管道里流动可加快热量的传导。
微蓝 6 PHEV 电池组冷却片
据介绍，这两款电池组的温度适应范围均在 -35℃~55℃。
在用材方面，微蓝7和微蓝6 PHEV的动力电池应用轻量化复合材料，因此电池包的造型比较紧凑轻薄，IP67级密封设计则可保证防尘，以及车辆在涉水时的电池组安全运转。
微蓝 7 电池包底部还采用带加强筋的钢制托盘设计，减小碰撞给电池组带来的伤害。整体车身方面，微蓝7采用高性能BFI一体化车身结构，高强度钢材应用比例高达78%，这也在很大程度上保护了电池包的安全。
通用 汽车 中国前瞻技术科研中心-电池实验室
在全天的参观中，雷锋网一共实地走访了两个地点——通用 汽车 中国前瞻技术科研中心-电池实验室和上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心-微蓝7和微蓝6 PHEV电池组生产线。
首先来说说电池实验室。通用 汽车 在美国和中国都有独立的电池实验室，当中设立了自己的电池试制生产线，用于电池原型开发和各类型的试验认证。在每一款电池投放市场前，通用 汽车 会在电池实验室里进行 3-5 年的电芯验证与测试。
据工作人员介绍，通用 汽车 在 10 年前就已开始对电池实验室进行投入。如今，微蓝7和微蓝6 PHEV的电池可在此通过挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验。此外，电池组还会经历涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能等各个方面百余项系统与整车测试。
上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心则于 2015 年在上海浦东金桥成立，是通用 汽车 全球第二家及北美之外第一家电池装配中心。
上汽通用 汽车 动力电池系统发展中心
别克微蓝7和微蓝6 PHEV搭载的新一代模块化高性能三元锂离子电池组，正是在这里完成组装生产。
电芯堆垛和电池模组装配过程中，电芯和模组的上料、装配、运输和电池模组测试的全线工艺操作全部由机器人或机械手智能完成，自动化率达到100% ；而且，机器人每一次的上料/下料/搬运过程中精度在0.1mm以内。
据工程师表示，整条生产线下来人工检验员的数量并不多，而且，他们只负责对机器的误操作进行纠正。不过，这两条生产线现阶段并不忙碌，在雷锋网探访的当天下午甚至是「停工」状态。
通过数字化技术的应用，微蓝7和微蓝6 PHEV的关键零部件，不仅在装配过程中实现了数据实时采集、监控和预警，还通过完备的产品信息追溯系统，拥有各自的“身份证”。
比如，经过了全线无误的操作的电芯外包装上会打印一个二维码，只有这些带有二维码的电芯产品才能下线，而且，通过扫描二维码还能对该电芯进行精准溯源，追溯产品在何时何地经过何人之手。
另一个技术亮点是超声波焊接。工程师向我们解释道，使用超声波技术来焊接电芯极耳无熔焊缺陷，而且不会对铝、铜等半导体等材料引起高温污染及损伤，减弱了极耳撕裂风险。
超声波极耳焊接
具体来说，该项技术由工业机器人在视觉系统引导下准确定位，自动操纵超声波焊接头，完成电芯正负极极耳的焊接，使电池模组形成通路。此外，针对不同的材料，可以采用不同的超声波焊接技术。
除电芯之外，模组和电池组的安全测试的评估也不容忽视。为了确保别克微蓝 6 PHEV 的片层液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统中没有漏点，模组装配线会采用质量流量法进行泄露测试，提高测试精度、缩短测试时间。
模组焊接质量检测方面，若设备焊接存在虚焊、漏焊等情况，则由人工补焊对该点位进行补焊。正如工程师此前所说的：
事实上，通用 汽车 在新能源上的投入远不止于此。
早在 1996 年，通用 汽车 就推出了纯电动车型 EV1，这款车让通用 汽车 成为了电动 汽车 领域真正意义上的先驱，但由于时机不宜，市场环境不成熟，在随后十余年里，通用 汽车 基本上「放弃」了电动 汽车 。
尽管近年来，通用 汽车 开始加大对纯电动 汽车 的研发投入，但仅仅只是从去年发布的别克微蓝 6 而言，NEDC 续航里程仅为 301km，4 个月后，通用 汽车 再次推出了微蓝 6 纯电动版的新增车型，搭载续航里程也增加至 410km——在电动 汽车 已经成为主流的今天，不少造车新势力已经突破了 600 公里续航，微蓝 6 在这一方面并不具备什么竞争力。
不过，通用 汽车 最近已经宣布推出 Ultium 电池系统和第三代全球电动车平台，别克微蓝 7 和微蓝 6 HEVP 也搭载了全新一代模块化三元锂电池组——通用 汽车 也算是迈出了好的一步。
磷酸铁锂电池 VS 三元锂电池，谁才是锂电池王者？
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？
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。
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。
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。
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。
