万物通磷酸铁锂电池(万物通锂电池怎么样)

三元电池好还是磷酸铁锂好？两者的区别及优缺点

;     目前新能源汽车上有两个主流的电池技术路线，磷酸铁锂电池和三元锂电池，虽然这两种电池在众多应用领域展开竞争，但是以在新能源汽车领域的竞争为主线，因为这是国内最大的锂电池应用场景。那么，既然要竞争，必然有比较，新能源电池磷酸铁锂和三元哪个好呢？二者怎么区别呢？

能量密度

      关于能量密度，这是一项影响新能源汽车续航表现的指数。在这一参数上，磷酸铁锂电池电芯能量密度大概只有110Wh/kg左右，而三元锂电池电芯能量密度普遍在200Wh/kg。也就是说，相同重量的电池，三元锂电池的能量密度是磷酸铁锂电池的1.7倍，三元锂电池能够为新能源汽车带来更长的续航。

安全性

      新能源汽车有一点让车主谈之色变，那就是自燃，每年都有不少新能源汽车自燃的事故，归根到底，这与电池的稳定性有关。从这方面来说，磷酸铁锂电池是目前热稳定性最好的动力电池，在安全性上相较于三元锂电池有着绝对的优势。磷酸铁锂电池的电热峰值高达350°C，电池内部的化学成分需要达到500~600°C才会开始分解；而三元锂电池的热稳定性表现就很一般了，它在300°C左右就会开始分解。

温差效率

      当然了，磷酸铁锂电池虽然耐高温，但三元锂电池耐低温性能更好，是制造低温锂电池的主要技术路线，在零下20C时，三元锂电池能够释放70.14%的容量，而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量；且由于在低温条件下，三元锂电池的放电平台远远高于磷酸铁锂电池电压平台启动也更快。

充电效率

      这一方面，三元锂电池效率更高。锂电池充电是采用限流限压法，即在第一阶段做恒流充电，此时电流大，效率高。恒流充电达到一定电压后，进入第二阶段恒压充电，此时，电流小，效率低。因此，衡量二者充电效率就用恒流充电电量与电池总容量的比值，称为恒流比。实验数据表明，10°C以下条件充电时二者区别不大，但10°C以上会拉开距离，在20°C充电时，三元锂电池的恒流比是52.75%，磷酸铁锂电池的恒流比是10.08%，前者是后者的5倍。

循环寿命

      磷酸铁锂电池的循环寿命要优于三元锂电池，三元锂电池的理论寿命是2000次，但基本上到1000次循环时，容量衰减到60%。就算是业界较为优秀特斯拉，经过3000次也只能保持70%的电量，而磷酸铁锂电池经过相同循环周期，也还能有80%的容量。

写在最后

      相比之下，磷酸铁锂电池安全、寿命长、耐高温；三元锂电池重量轻、充电效率高、耐低温。因此，二者差异产生的因时因地的各自适应性是双雄并存的原因所在。

锂电工程人随便聊一聊的行业知识-磷酸铁锂

这几年自称锂电行业从业者，但作为工程管理者，关注点很少落在基础原理上。

如锂电工程要求避免引入“铜铁锌”，几乎是行业内众所周知的原则，但金属杂质的影响机理是怎样，铜铁锌到底哪一个危害更大，很多人一时答不上。

我想用几篇文章，将我遇到的疑问解答一番，说不定偶有几点能解工程同行的惑。

此为第一篇。

现在我正在一家大型的磷酸铁锂正极材料厂施工，就从磷酸铁锂说起吧。

三元锂电池和磷酸铁锂电池，是目前电动汽车最常用的两种锂离子动力电池，占所有装机量的95%以上。前者能量密度高，续航能力强；后者安全性好，成本低。

磷酸铁锂（LiFePO4）的准确化学名称应是磷酸亚铁锂，因为铁的化合价一般是+2价和+3价。+2价是亚铁离子，+3价是铁离子。LiFePO4里的铁显+2价，所以应念磷酸亚铁锂，一般称磷酸铁锂。

下次如果你想装一下，可以这样开场“我们这条磷酸亚铁锂生产线......”

最近几年的趋势是三元电池市场份额一路攀升，磷酸铁锂则相应下滑，不过短短数月，行业变天，舆论大呼，三元锂电或被判死刑？

我梳理了下几个关键节点，看看都有哪些重量级的公司或机构在给磷酸铁锂抬轿子。

特斯拉： 2月19日，特斯拉宣布自主研发不含钴的电池，以大家对特斯拉的超高期待，不免都激动的猜测，到底是什么黑科技，结果人家说的就是磷酸铁锂。据悉，23万起售的磷酸铁锂版本的Model 3年内上市，你要不要来一辆。 磷酸铁锂行情就此引燃。

比亚迪： 3月29日，比亚迪发布“刀片电池”，本质依然还是磷酸铁锂，只是用CTP（Cell to PACK，是电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节）的思路提高了成组效率，变相提升了成组后的能量密度。这件事的意义可比为全世界人民缝口罩来得大， 之前还没有谁这么讨巧的一揽子解决电动车的续航、成本、安全性问题。

工信部： 5月12日，工业信息化部发布了三项强制性国家标准，每个都强制规定电动车的电池热失控后，5分钟内不能起火、不能爆炸，为乘员预留安全逃生时间。2021年1月1日起开始实施。 磷酸铁锂高呼：皇上英明，三元电池只能委屈巴巴：臣妾做不到啊。

太阳能能量密度低，晒在身上顶多出汗，核能的能量密度高，一小块爆炸就天崩地裂，这种能量密度的对比，我们有生活经验，感觉得到。

但磷酸铁锂凭什么比三元材料能量密度低呢，如果还是凭生活经验， 我们难免会这么觉得，上帝是公平的，磷酸铁锂更便宜，一分钱一分货吧。

有一种说法是，磷酸铁锂的晶体结构是稳定的橄榄石结构，但是成也结构败也结构，这也会让充放电过程中锂离子不好移动（可以理解为房间里塞满了奇形怪状的石头，锂离子在里面进出碍手碍脚），最直观的表现就是，电池容量低。但这种定性的判断还是不能让我满意。

我试着从质量能量密度的公式入手，推导下看看谁起决定作用。

能量密度 是指单位质量或单位体积的电池所给出的能量，也称为比能量。

这里我们用单位质量的能量密度，即质量能量密度的计算公式。

其中，电池平均工作电压，两者差不太多，磷酸铁锂是3.4V，三元是3.6V，简单起见，假设相同。 质量能量密度与质量比容量近似成正比。

理论质量比容量 ，是假定单位质量的材料中锂离子全部参与电化学反应所能够提供的容量。

其中，电极反应时的得失电子数，两者为1。于是理论质量比容量与材料的摩尔质量成反比。 近似的，质量能量密度与材料的摩尔质量成反比。

摩尔质量指1mol微粒的质量，在数值上等于该物质的相对分子质量。对一种确定了分子式的物质，摩尔质量是个定值。

磷酸铁锂的摩尔质量是157.76g/mol，计算出理论质量比容量是170mA.h/g。三元材料的摩尔质量根据镍钴锰三种元素的比例不同稍有不同，如NCM(1:1:1)(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)摩尔质量为96.461g/mol，计算出理论质量比容量是278mA.h/g。

材料的分子式确定了能量密度的理论上限。磷酸铁锂的摩尔质量大于三元材料这一无法改变的化学特性，决定了磷酸铁锂的能量密度永远不能超过三元材料。

刀片结构说到底是一种结构创新，是前文提到的CTP（Cell to PACK）技术的一种。

这里再详细解释下，一般电动汽车上搭载的电池包，由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装电池包（Pack）里，形成了“电芯-模组-电池包”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。

有行业专家用一个形象的比喻进行了解释： 把皮鞋放进鞋盒，鞋盒放入鞋柜，皮鞋就相当于电池，鞋盒是模组，鞋柜则是电池包。鞋盒存在的目的是为了让鞋柜中的鞋可以井然有序地存放。无模组技术（如刀片结构）就是把“鞋盒”拿掉，依然让“鞋子”整齐地排列在“鞋柜”中。

于是我们自然会提出一个问题，刀片结构可以用到其他电池材料上吗？

答案是肯定的。刀片电池的结构创新不仅对铁锂材料适用，扩展到其他材料上也同样有效，因此理论上也可以有三元刀片。只是因为本身三元锂材料的安全性就比不上磷酸铁锂材料，尤其是大电芯无模组下的能量起伏会比现在的小电芯要更大，一旦失效会产生更为严重的后果。

只要能系统的解决安全性问题，三元刀片和其他类型材料的刀片也有广阔的应用空间，可以让老司机们有更大的选择空间，比如1000公里续航的SUV。

我觉得不会。

就像前几年，三元只是势头盛，但从没有机会将铁锂逼上绝路。这次反过来也会是一样。

首先，大家各有各的应用场景，再不济，3C数码和电动工具还是首选三元材料的。

其次，技术是个动态进步的过程。解决安全性问题大家都没停下脚步。

说到底，两者是东边不亮西边亮，还远没到东风压倒西风的局面。对于企业来说，两条腿走路比一条腿走路强。

朱科

2020年6月2日

逆袭三元锂电？特斯拉也拯救不了磷酸铁锂

说起汽车动力电池，如今很多人首先想到的会是三元锂电池而非磷酸铁锂电池，数据显示，2019年三元锂电池的市场占率高达61.7%，而磷酸铁锂电池的市占率远低于三元锂电池，为32%。

不过近来，特斯拉向宁德时代采购磷酸铁锂电池的消息，将磷酸铁锂电池再次推向台前，有消息称宁德时代给特斯拉的供货量将不低于上海超级工厂产能的40%。

此外，比亚迪在2020年最为重磅的新车，比亚迪汉也将采用磷酸铁锂电池。工信部申报信息也显示，包括北汽EU5、荣威Ei5在内的多款新车也会转投磷酸铁锂的怀抱。

在2017-2018年短短两年间，在动力电池领域三元锂电池实现了对于磷酸铁锂电池的反超，那么两年之后，磷酸铁锂电池就要开始逆袭了吗？

磷酸铁锂难逆袭

对于磷酸铁锂电池来说，被特斯拉选中无疑是一个重大的利好消息。而比亚迪汉NEDC长达600km的续航，也向外界宣告，磷酸铁锂电池也能做到长续航。但如果细究磷酸铁锂“复火”的原因，我们依旧可以发现磷酸铁锂想要逆袭并不简单。

相比于当下较为主流的三元锂电池，磷酸铁锂电池中磷酸铁锂晶体的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，磷酸铁锂分解温度约在600℃，因此拥有良好的安全性。

但磷酸铁锂电池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。在当下这种“续航为王”的大环境下，体积比、能量密度较低的磷酸铁锂电池自然会逐渐被三元锂电池所取代。

那么，当下特斯拉和比亚迪的新闻是否证明了磷酸铁锂电池有了重大的技术突破呢？业界普遍认为，特斯拉选择磷酸铁锂电池的最大原因在成本，毕竟无论是LG化学提供的镍钴铝三元锂电池，还是宁德时代的811镍钴锰三元锂电池，都没法和特斯拉从松下（美国）拿到的优惠电池价格相比。

而比亚迪汉之所以能够实现600km的续航，很大一部分原因并非来自于磷酸铁锂电池技术上的突破性发展，更多是一种制造工艺上的进步。在比亚迪汉上，比亚迪采用了刀片电池技术，这一技术思路上和宁德时代的CTP (cell-to-pack)相当接近。

当下，大部分动力电池采用的单体电芯—模组—电池包的成组方式，通过多层级的成组方式保障电池安全，但会牺牲电池包的空间利率和能量密度。而比亚迪的刀片式或者宁德时代的CTP则做大电芯，将电芯直接放置于电池包内，减少了模组这一“中间商赚差价”的环节。

这种使得磷酸铁锂电池在性能上有了一定的进步。采用刀片电池技术的比亚迪汉有着170Wh/kg的电池单体能量密度、140Wh/kg的系统能量密度，基本摸到了早前三元锂电池能量密度的门槛。但和即将量产的单体能量密度300Wh/kg以上、系统能量密度240Wh/kg以上的高镍811三元电池相比，仍有着较大的差距。

但随着汽车市场的低迷和新能源补贴政策的退坡，成本更低、性能凑合的磷酸铁锂电池，仍将会有部分车企在入门级车型上的选择，真锂研究创始人墨柯曾算过一笔账，目前车企的磷酸铁锂电池系统采购成本大约0.8元/Wh，而NCM523三元锂电池要1元/Wh。一个总电量30kWh的电池包，如果使用磷酸铁锂能便宜6000元。

在氢能源尚未普及，动力电池技术没有突破性进展前，磷酸铁锂电池将会有很长一段时间和三元锂电池共存，但能量密度较低的特点仍旧使得磷酸铁锂电池难以实现逆袭。

中国移动让磷酸铁锂有了新战场

在动力电池领域，磷酸铁锂电池很大概率上依旧会被三元锂电池所压制。但《圣经》中写道，上帝给你关了一扇门,必然会为你开启一扇窗，在5G领域磷酸铁锂电池有望大展拳脚。

随着5G新基建的启动，中国移动等运营商发布了对磷酸铁锂电池的招标。

中国移动发布招标公告，将采购6.102亿Ah磷酸铁锂电池（约合1.95GWh），最高投标限价不含税金额约为25.08亿元。中国铁塔3月11日也宣布将大规模采购磷酸铁锂电池，采购规模约为2GWh。

过去，5G常常和V2X（车联万物）以及自动驾驶联系在一起，如今却又怎么和磷酸铁锂电池联系上了？

高工产研锂电研究所(GGII)分析认为，2020年国内将大力发展5G和基建工程项目，双向驱动作用下，5G基站将是2020年大力推动的必然趋势。保守预计，2020年新建及改造的5G基站需求量将达到10GWh。

5G的频谱要远高于4G,目前三大运营商的4G基站主要集中1.8GHZ附近，按照5G频谱规划最可能会将3.4-3.6MHz的总共200MHz 带宽平分给中国联通和中国电信，4.8-4.9GHz可能分配给中国移动。

按照衰减的公式，频率越大衰减越大，预计联通和电信的5G基站密度将是4G的3倍以上，移动的基站密度将是4G的6倍，即便是5G对天线和射频有了革命性的优化，预计也是联通和电信的基站密度是4G的2倍，移动的要略大于3倍。

在城市中心区和郊区，基站有大量的重叠覆盖区域的，去掉这部分重叠区域，5G覆盖城市中心区域大概需要200-300米一个5G基站，郊区大概500米-1公里左右1个5G基站，农村需要1.5-2.5公里一个5G基站。

这也就意味着在5G时代，5G新基站的建设会是各大供应商的重中之重。在数量提升的同时，5G基站的能耗将大幅上升，需要能量密度更高的储能设备。当下，基站大多采用了铅酸电池，能量密度较低、充放电循环次数较少。

根据测算，循环7000次需要更换铅酸电池约6次，而磷酸铁锂并不需要更换，即便成本磷酸铁锂电池是铅酸电池的2倍，但在7000次循环寿命下，磷酸铁锂电池仅为铅酸电池的三分之一。

在5G基站大幅增加的情况下（有数据显示5G基站将达到790万-850万个之间），磷酸铁锂电池更好的维护性将减少运营商的工作量。从成本角度，锂电池更好的循环特性，能够更好地利用“削峰填谷”，提升供电能力，匹配多业务发展需求。

2019年11月，国轩高科便宣布年产能7GWh的5G新能源产业基地项目落户唐山，未来主要生产5G通信电源用磷酸铁锂电池。在宁德时代发布的200亿定增及投资方案中175亿投向与储能相关，巨头通过扩大产能以及技术优势，实现成本降低。

从当前的技术发展来看，磷酸铁锂电池很难称得上新能源汽车发展的终极方案，但随着5G的建设，磷酸铁锂电池完全有可能开辟自己全新的战场。

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。

从“刀片电池”到“弹匣电池”，在这背后意味着什么？

新能源 汽车 在经历过这些年的变革后，电动车也早已进入到千家万户的生活中。从电动车领军车企的特斯拉，再到国民神车五菱宏光MINI，以及逐渐走向电动化的公共交通工具，这种种都在预示着 汽车 行业未来的方向。

国内的 汽车 工业也是在短短的几十年间高速发展，一步跨过发达国家 汽车 工业的百年历程，无论是国内还是国外车企，在内燃机技术领域都已达到瓶颈阶段。虽然国内在该方面的技术和影响力与国外技术还存在一定差距，但是新能源 汽车 的普及则让国内车企看见了新方向。不例外动力电池、驱动电机以及一系列周边智能技术等，在该领域仍然是一片待开发的蓝海，中国车企也逐步上演着弯道超车的精彩演出。

“不起火”或成动力电池技术关键

去年，国内外多家车企旗下电动车型皆因动力电池安全问题接连出现召回。近日，因电池起火风险，LG化学和现代更是面临80亿的巨额召回费用。同样面临召回压力的还有三星SDI，但LG化学和三星SDI金钱损失巨大，也将对其他车企继续采购其电池造成一定阻力，甚至给整个韩系电池品牌带来负面影响。正因如此，围绕电池安全，产业链相关企业都在开展技术攻关，其中“不起火”电池技术则是电池安全最重要，也是最难攻克的一座堡垒。

新能源电动 汽车 的生产制造已不是什么难题，各大行业巨头们也纷纷进入造车这片舞台，电动车的普及和全面禁燃，也使得动力电池的话题再度被摆在台前。无论是从电池自燃的安全性，还是电池能量使用的效率看，在 汽车 电池上做出革命是整个行业翘首以待的。春暖花开之时，也迎来万物复苏之日，今年的 汽车 行业也变得格外热闹，新车型、新技术不断发布。

动力电池企业押注“技术革新”

因此，正当国外电池品牌陷入质量危机之时，恰好为国内电池企业创造了新的机遇。众所周知，磷酸铁锂电池和三元锂电池是全球电动车行业的两大主流电池技术路线。

其中，单从安全性来说，在去年的3月份，比亚迪推出形似“刀片”的磷酸铁锂电池，并命名为刀片电池。这款磷酸铁锂电池轻松通过了电池针刺试验，不冒烟，没起火。当时比亚迪还宣称刀片电池将把自燃从新能源 汽车 的字典里彻底抹掉。磷酸铁锂电池因其耐热温度更高，相对来说更安全一些，在这点上磷酸铁锂电池的风头确实盖过了三元锂电池。

比亚迪指出，电动 汽车 行业过于追求能量密度，而忽视了安全问题，因此比亚迪退而选用了能量密度较三元锂电池低的磷酸铁锂刀片电池。磷酸铁锂电池的安全性大家已相对认可，但三元锂电池的安全目前仍然是行业公认的痛点和难点。

三元锂动力电池的最大特点就是单位电能比较大，这是与磷酸铁锂电池相比的结果。但是三元锂动力电池的一个较大缺点是受到撞击和高温时起火点较低。所以对三元锂动力电池的保护要求很高，以防意外。且三元材料动力锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等，由于镍钴铝的高温结构不稳定，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，目前造价较高。

而弹匣电池针对的就是三元锂电池的安全问题所研发，在今年的3月份广汽埃安推出弹匣电池技术，同样采用电池针刺试验，弹匣电池整包在热失控开始5分钟后，出现1分钟短暂冒烟，无起火、无爆炸。电池整包静置48小时后，电压降至0V，温度恢复正常。拆开整体结构，只有被刺电芯单一模块发生热失控，其他电芯完好，同时，电池整包内部结构完好。显而易见这项技术在行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火，攻克了公认的行业难题，重新定义三元锂电池安全标准。

磷酸铁锂电池或成更廉价的“新汽油”

在市场和技术以及补贴政策的导向之下，具有寿命、成本、安全性优势的磷酸铁锂电池更多被平民车型、运营车型、商用车型所选；具有大容量、高能量密度、快充效率更高的三元锂离子电池多为中、高端车型所选。

该情况是否说明在新能源 汽车 竞争激烈的背景下，车企除了在智能化配置、自动驾驶等方面的角逐，已经将目光投向了整车成本，而电池价格会影响车企在未来市场中的胜率吗？

随着新能源 汽车 的增长，对动力电池的需求增长巨大。三元锂电池与磷酸铁锂电池最大的区别就是能量密度更高，尽管高端品牌出现采用磷酸铁锂的车型，但磷酸铁锂短时间内难以撼动三元锂在高端车的地位。目前，LG化学遭遇重创、松下电池充满变数，宁德时代虽然基数地位颇高但实际技术路线存疑，从技术创新推向市场层面来看，难以预测。另外，还有特斯拉4680电池将落地，老牌 汽车 厂商参与中国动力电池企业发展，整个动力电池行业仍充满变数，同时充满机遇。

汽车 网评： 汽车 动力电池产业也将迎来新一轮的爆发

新能源 汽车 产业链在过去几年行业快速发展过程中孕育而生，包括下游整车、充电桩，中游电池、电机和电控等“三电”领域，以及中游材料环节，上游设备、金属资源等，具备全球新能源 汽车 最完善的产业链，其中电池在新能源 汽车 整车价值量中占比最高，约为 30%-40%。

对于中游制造行业来说，在产业新发展阶段背景下，电池能量密度提升、电池安全化设计、车身轻量化、电机高能量密度化，均为主流的技术演进方向。与此同时，锂电池环节依然是新能源 汽车 产业链投资机会集中领域。 受全球各国对新能源 汽车 支持力度加大及主要车厂加码布局，动力电池产业也将有望迎来新一轮的爆发。具备技术、成本与规模优势的动力电池及上下游企业，也势必将在全球电动化竞争中脱颖而出。

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