正极材料和尺寸谁更重要？关于锂电池你应该知道这些！

　　在动力电池领域，锂离子电池是当之无愧的王者，也是电动汽车最喜爱的动力之源。

　　在动力电池产业中，国内的宁德时代、比亚迪、中航锂电、国轩高科、力神和远景动力等品牌就占据了多半江山，产能在手，只是在上游锂、钴、镍、锰等材料方面还存在被卡脖子的隐患。

　　顾名思义，锂离子电池的核心材料就是作为正极材料的锂，此外还包括电解质（液）、隔离膜和负极材料（以石墨为主）。

　　锂离子电池的工作原理是，充电时，锂离子Li+从正极游离到负极，嵌入负极碳结构内的Li+越多，电池存储的电量也就越多；在放电时，锂离子Li+则会摆脱负极碳结构的束缚，重新从负极游离回正极。

　　和我们之前介绍过的【铅酸电池】相比，锂离子电池的能力密度更高，但也有个极限，想让电动汽车跑的更远，就得想办法提升能量密度。

　　尺寸和能量的关系

　　最早的动力电池内置的都是18650电芯构成的电池组，数字中的18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池。后来在特斯拉的倡导下，逐渐过渡到了21700电芯，未来还会向46800转型。

　　电芯每大一点，都能带来更多的能量，并显著降低成本。

　　材料和能量的关系

　　除了电芯尺寸以外，优化正极材料也是提升能量密度的不二法门。

　　目前锂离子电池根据正极材料可以分为【磷酸铁锂电池】（LiFePO4）和【三元电池】两大类。

　　其中【三元电池】又能被进一步细分为【镍钴铝三元电池】（NCA）和【镍钴锰三元电池】（NCM）。

　　就能量密度而言，【三元电池】高于【磷酸铁锂电池】，能在同样重量或尺寸的电池组下提供更多能量，驱使电动车实现超过600km的续航里程。

　　但是，【三元电池】的安全系数（热稳定）相对较差，在遭遇挤压变形、穿刺等意外情况短路后容易起火，而且是瞬间起火，对驾驶员的生命威胁极大。最近新闻里常出现的自燃的电动汽车/自行车，大多就是内置锂离子电池的产品。

　　【磷酸铁锂电池】的能量密度相对小一点，普遍可以实现400km左右的续航，但它热稳定性较好，极端情况下不容易燃烧，至少可以为司机乘客脱离事故车提供足够的安全时间。

　　比亚迪主打的刀片电池就是磷酸铁锂的代表，在一定程度上提升了【磷酸铁锂电池】的能量密度。而宁德时代也带来了永不起火的NCM811三元锂电池，二者的缺点都在逐渐被弥补，未来的很长一段时间内仍会相互攻伐。

　　从今年的7月份开始，【磷酸铁锂电池】的装机量就超过了【三元电池】，随后它们的装机量剪刀差不断扩大。

　　究其原因，一方面是【三元电池】事故频发，市场需要更安全保守的动力电池方案。另一方面，国家对于新能源汽车的补贴越来越少，而且不再以里程数为主要标准。此外，【三元电池】的正极材料镍、锰、钴的价格疯涨，成本飙升，谁也HOLD不住。

　　在未来一段时间，我们将看到【磷酸铁锂电池】和【三元电池】，21700和46800电芯的相爱相杀，还有【钠离子电池】前来搅局，至于谁能笑到最后——还是等时间来印证吧。