在即將到來的電動(dòng)汽車革命中，鋰離子電池將是真正的主角，是未來十年甚至二十年的不可動(dòng)搖的路線。

而且，一旦鋰動(dòng)力鋰電池經(jīng)過十多年的發(fā)展，全產(chǎn)業(yè)鏈上下形成穩(wěn)定、完整、成熟的配套后（產(chǎn)業(yè)配套是巨大護(hù)城河，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成熟起來，投資可能要數(shù)萬億，這是任何其他新的技術(shù)路線難以逾越的障礙），鋰動(dòng)力鋰電池的技術(shù)路線就更加難以動(dòng)搖。

但是鋰離子電池技術(shù)路線內(nèi)部還有多種技術(shù)路線，大致有鈷酸鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰、鐵酸鋰、三元電池等等，朋友們或許更關(guān)注這些技術(shù)路線哪一種更具有優(yōu)勢(shì)。

為了厘清這一問題，筆者將在本文中進(jìn)行一系列的深入探討。

先說鈷酸鋰：循環(huán)性能太差，且大量使用了極其稀有的金屬鈷，缺點(diǎn)太過明顯，其宿命唯有淘汰。

再說鈦酸鋰：高充電倍率，壽命長(zhǎng)；但也有一個(gè)鮮明的缺點(diǎn)——能量密度太低，導(dǎo)致成本過高。

其特性類似于超級(jí)電容，這個(gè)致命缺點(diǎn)也阻礙其成為動(dòng)力鋰電池主流路線，故而也無法在初選中脫穎而出。

第三說下錳酸鋰：成本低，充電倍率高；但是高溫性能差、循環(huán)性不佳。

故而很少直接選用錳酸鋰作為動(dòng)力鋰電池，而是同時(shí)添加其他材料形成改性電池，例如鎳、鈷成為鎳鈷錳電池，從而實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)性能的均衡。

但是經(jīng)過這些改進(jìn)之后，已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的錳酸鋰離子電池了，而是成為了三元電池類型中的一種。

這樣的論述結(jié)果表明：錳酸鋰也要被淘汰。

在鋰離子電池眾多的技術(shù)路線中，磷酸鐵鋰vs三元電池兩種技術(shù)路線的對(duì)決最為膠著。

磷酸鐵鋰安全性高，壽命長(zhǎng)，但是能量密度低，低溫性能差，一致性差；

三元電池能量密度高，一致性好，低溫性能好，成本較低，但是安全性能差，循環(huán)壽命不如鐵鋰離子電池。

當(dāng)前，磷酸鐵鋰最成熟的產(chǎn)業(yè)鏈在我國(guó)，我們對(duì)相關(guān)領(lǐng)域掌握的核心技術(shù)也較多；而三元電池則以日韓為代表，且更成熟一些。

目前，評(píng)價(jià)動(dòng)力鋰電池性能大致有以下7個(gè)維度：

1、安全性

2、能量密度

3、循環(huán)壽命

4、成本

5、充電倍率

6、電池單體一致性

7、低溫性能

作為一種合格的技術(shù)路線，在以上任何一個(gè)方面都不能有太過鮮明的缺點(diǎn)，要做到各方面的均衡才能是一種具有可行性的路線。

1、安全性

這個(gè)方面磷酸鐵鋰離子電池有著鮮明的優(yōu)勢(shì)：溫度達(dá)到480°以上才會(huì)分解，能通過針刺、火燒等嚴(yán)酷試驗(yàn)。

以鎳鈷鋁為代表的三元電池，則在180°就會(huì)分解并釋放出氣體，并且反應(yīng)更加劇烈。

這一局迅速有了結(jié)果，鐵鋰離子電池勝。

2、能量密度

磷酸鐵鋰離子電池由于材料的緣故，放電平臺(tái)的電壓更低，只有3.2V；且壓實(shí)密度很低，只有2.2~2.5左右，這些都導(dǎo)致了磷酸鐵鋰離子電池的理論能量密度不高，只有178wh/kg。

而磷酸鐵鋰的領(lǐng)先廠商比亞迪目前已經(jīng)把電芯單體的能量密度做到了147wh/kg，比亞迪電池事業(yè)部老總王文峰宣稱要在2018年把磷酸鐵鋰做到160wh/kg。

這已經(jīng)是相當(dāng)了不起的成就，但已經(jīng)逼近這一電池路線能量密度的理論上限，未來很難再有大的提升。

而反觀鎳鈷鋁（NCA）三元電池（TSLA采用），當(dāng)前18650電池能量密度是245wh/kg,未來在model3上使用的20700電池要把能量密度做到300wh/kg以上。

國(guó)內(nèi)很多產(chǎn)商選擇鎳鈷錳（NCM）三元鋰離子電池技術(shù)路線，它的理論能量密度上線是280wh/kg，大疆無人機(jī)身上的鋰離子電池就是使用的這種鋰離子電池，當(dāng)前80%的無人機(jī)鋰離子電池由廣東的廠商供應(yīng)。

筆者看了一下參數(shù)，當(dāng)先規(guī)模化生產(chǎn)后的鎳鈷錳鋰離子電池的能量密度可以做到190wh/kg的水平，距離理論密度上限還有較大距離，還有較大提升空間。

在不久的未來，理想情況下能量密度可以做到230wh/kg以上，電池組整體的能量密度依然可以做到200wh/kg以上，比磷酸鐵鋰高40%左右。

另外磷酸鐵鋰壓實(shí)密度較低，這就導(dǎo)致了同等電池容量下，磷酸鐵鋰的體積更大。

經(jīng)比較測(cè)算比亞迪e6電池組和TSLAmodels的電池組后得出結(jié)論，同等電池容量下，磷酸鐵鋰的體積要比鎳鈷鋁三元電池大48%。

把能量密度和安全性這兩個(gè)參數(shù)放在一起評(píng)價(jià)我們就可以發(fā)現(xiàn)，能量密度和安全性這兩個(gè)指標(biāo)是一對(duì)天生的敵人，其實(shí)通過最簡(jiǎn)單的物理學(xué)和化學(xué)知識(shí)我們就可以了解，能量密度越高，它就越不穩(wěn)定，越不安全。

3、循環(huán)壽命

就以磷酸鐵鋰為例，有文章說壽命是2000次，王傳福說他的鐵鋰離子電池壽命能達(dá)到4000次以上，甚至還有文章說全周期壽命能達(dá)到2萬次。

差距如此之大的數(shù)據(jù)，要反復(fù)仔細(xì)甄別才能有一個(gè)正確認(rèn)知；后來發(fā)現(xiàn)以上說法都"不錯(cuò)"，只不過是他們?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同罷了。

說壽命只有2000次的，是按照1C充電倍率反復(fù)沖放，電池容量在標(biāo)定容量80%以下時(shí)即認(rèn)為壽命終止（這是一個(gè)極其嚴(yán)苛的充放電測(cè)試，1C的速率意味著1小時(shí)把電池充滿）。

王傳福口中的4000次，則更可能是通常使用條件下，根據(jù)大量已經(jīng)上路的e6運(yùn)營(yíng)實(shí)測(cè)的結(jié)果。

而最后所謂2萬次則是全使用周期下的結(jié)果。

因?yàn)殡姵厝萘康陀跇?biāo)定的80%并不意味著這個(gè)電池徹底不能用了，畢竟還有80%的容量，此時(shí)的電池可以取下來梯次利用，用作儲(chǔ)能電站，在合理電流合理溫度合理使用環(huán)境下可以達(dá)到2萬次的反復(fù)充放電。

但無論怎么樣，磷酸鐵鋰的使用壽命都明顯長(zhǎng)于三元電池。

三元電池在1C充放倍率，反復(fù)充放800次左右，實(shí)際容量就已經(jīng)低于標(biāo)定容量的80%了，從這個(gè)角度看，鐵鋰離子電池甚至是三元電池壽命的三倍。

但實(shí)際使用中也并不是這樣，由于磷酸鐵鋰離子電池的一致性較難控制，使得鐵鋰離子電池電池組的整體壽命短一些，并沒有壽命可以達(dá)到三元電池3倍那么夸張。

但無論如何，循環(huán)壽命這一項(xiàng)，鐵鋰勝出。

4、成本

有些人認(rèn)為磷酸鐵鋰的正極材料當(dāng)中不使用稀有金屬，而三元電池則要使用到鈷、鎳等較為貴重的金屬，所以就理所當(dāng)然的認(rèn)為磷酸鐵鋰的成本更低一些，這其實(shí)是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。

磷酸鐵鋰的放電電壓3.2V，三元電池的放電電壓平臺(tái)在3.8V，更高的放電電壓意味著更高啊的電池容量，這就意味著同等材料消耗情況下，三元電池的容量更大。

或者反過來說也相同：同等容量的電池，三元電池消耗原材料更少。

尤其是當(dāng)鋰離子電池必不可少的碳酸鋰價(jià)格從去年4萬元飆漲到當(dāng)前的15萬元后，碳酸鋰材料消耗量更大的鐵鋰離子電池的成本問題就凸現(xiàn)出來，根據(jù)國(guó)軒高科董事長(zhǎng)李縝的數(shù)據(jù)，當(dāng)前國(guó)軒高科三元電池的成本反倒比鐵鋰離子電池低10~15%。

現(xiàn)在三元電池走向了高鋁高鎳、低鈷的技術(shù)路線，對(duì)昂貴的稀有金屬消耗量降低。

去年全球鈷產(chǎn)量9.8萬噸，其中40%用于鋰離子電池，消耗量并不算非常大。而且鈷資源依然處于供過于求的狀態(tài)，當(dāng)前20萬/噸的價(jià)格處于歷史上的低位。

去年鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的火爆也沒有帶動(dòng)鈷資源的飆漲，多種因素導(dǎo)致當(dāng)前鐵鋰離子電池的成本要高于三元電池。

但我們要以動(dòng)態(tài)的眼光看待二者的成本比較，要認(rèn)識(shí)到，在碳酸鋰價(jià)格大漲之前，磷酸鐵鋰的成本是略低于三元電池的。

反過來思考，假如明年"鈷"資源供不應(yīng)求，也出現(xiàn)類似于碳酸鋰相同的4倍甚至5倍的飆漲，那么三元電池的成本也就水漲船高。

總之，兩種技術(shù)路線的成本不分伯仲，具體到某一時(shí)間點(diǎn)，和上游原材料價(jià)格有很大關(guān)系。

長(zhǎng)期來看，我認(rèn)為碳酸鋰15萬/噸的價(jià)格不具有可持續(xù)性，因?yàn)殇嚥⒉皇窍∪辟Y源，國(guó)內(nèi)天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)等眾多廠商碳酸鋰每噸生產(chǎn)成本約為2.9萬~3.5萬元之間，而鹽湖股份的子公司藍(lán)科鋰業(yè)更是宣稱成本只有1.9萬元/噸。

當(dāng)前碳酸鋰行業(yè)，可謂是暴利行業(yè)，3萬元的成本，15萬元的價(jià)格，整整翻了5倍。

巨大的利潤(rùn)誘惑自然便是瘋狂的擴(kuò)產(chǎn)，全產(chǎn)業(yè)鏈上的公司都在成倍的擴(kuò)充產(chǎn)量，藍(lán)科鋰業(yè)更是成數(shù)十倍的擴(kuò)充產(chǎn)量，雖然需求也會(huì)繼續(xù)跟著上升，但產(chǎn)量的擴(kuò)張更瘋狂。

當(dāng)不久的將來，上游原材料的價(jià)格發(fā)生變動(dòng)，碳酸鋰和三元的成本孰高孰低還未可知。

這一項(xiàng)，二者平手。

5、充電倍率

先說結(jié)論吧，在充電倍率方面磷酸鐵鋰大幅度的領(lǐng)先。

其實(shí)前年在闡述電池壽命的時(shí)候就已經(jīng)能得出結(jié)論：磷酸鐵鋰離子電池在高充電倍率下，壽命明顯好于三元電池。

美國(guó)a123公司（現(xiàn)在為萬向子公司）甚至在實(shí)驗(yàn)室里做出了25C倍率充電的磷酸鐵鋰離子電池（25C倍率充電意味著60÷25=2.4分鐘把電池充滿）。

充放電倍率方面，鐵鋰大幅度勝出。

6、電池單體一致性

使用鎳鈷鋁三元的TSLAmodels的電池組中有7000節(jié)小電池串聯(lián)、并聯(lián)在一起，假如電池的一致性存在問題，那么后果就是災(zāi)難性的，因?yàn)榇?lián)電池有一個(gè)木桶原理，性能最差的那一個(gè)電池影響電池組整體性能。

但使用磷酸鐵鋰的2014款秦混動(dòng)車卻出現(xiàn)了讓人焦頭爛額的問題，標(biāo)定13kwh的電池，使用一年多以后很多車主就在反映只能充進(jìn)去8kwh的電量，衰減厲害。

前面我不是說磷酸鐵鋰壽命更長(zhǎng)嗎？怎么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，這其實(shí)就是電池單體一致性的問題。

其實(shí)比亞迪2014款"秦"電動(dòng)汽車所使用的電池，單個(gè)拿出來絕大部分可能沒有什么問題，電池返廠均衡后也能恢復(fù)原先的性能，但唯獨(dú)電池成組后就出問題了。

其實(shí)電池一致性問題并不是沒有辦法，辦法重要有兩個(gè)，一個(gè)是升級(jí)工藝，提升廠自動(dòng)化水平以及控制精度。

另外一個(gè)就是做大單體電池容量，2014秦使用的是27AH的電池單體，而比亞迪K9則使用270ah單體容量的電池單體，相比于秦，K9的問題就少很多甚至不存在電池一致性問題。

最后就是改進(jìn)電池管理系統(tǒng)（BMS），這一方面我們也確實(shí)落后于歐美日。

相比于2014款秦，2015年推出的秦由于使用了全新的電池管理系統(tǒng)，在每一個(gè)小節(jié)的電池上都加裝了控制器方便更好的操控并且額外多出8節(jié)電池（就是說實(shí)際容量大于標(biāo)稱）。

電池一致性的問題已經(jīng)解決很多，但無論如何，在一致性方面，磷酸鐵鋰落后于三元電池。這一局：三元?jiǎng)佟?/p>

7、低溫性能

這一項(xiàng)結(jié)論很清晰：磷酸鐵鋰低溫性能差，三元更優(yōu)。

冬天里，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程都要變短，但磷酸鐵鋰離子電池問題更嚴(yán)重一些。但到底縮減多少呢？

還是要拿出清晰的數(shù)據(jù)來說話，就以新款400公里續(xù)航的比亞迪e6為例，進(jìn)入冬天后車主紛紛反映續(xù)航只能做到原先的60%，也就是240公里。

但這不能全怪罪于電池，根據(jù)熱脹冷縮的簡(jiǎn)單原理，我們就了解進(jìn)入冬天后，汽車的胎壓會(huì)降低，而胎壓低則是導(dǎo)致續(xù)航縮短的重要原因，當(dāng)車主注意胎壓以及腳法后，續(xù)航可以恢復(fù)到標(biāo)稱的70%~75%，達(dá)到近300公里的續(xù)航，比標(biāo)稱的400公里少100公里。

問題是這100公里的續(xù)航哪里去了呢？答案在于空調(diào)。

傳統(tǒng)燃油車能量轉(zhuǎn)換效率只有不到30%，剩余70%的能量以廢熱的形式散發(fā)，進(jìn)入冬天以后，汽車打開暖風(fēng)并不要額外消耗汽油，只要把發(fā)動(dòng)機(jī)散發(fā)出的廢熱吹送到駕駛室即可。

但電動(dòng)汽車電機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了90%，并沒有額外的廢熱，假如冬天要開空調(diào)，就只能額外消耗電池里的能量。所以續(xù)航里程的縮減并不能完全怪罪于磷酸鐵鋰的低溫性能差。

使用三元電池的北汽ev200在冬天里相同明顯縮減，而且由于電池整體容量更低，本來續(xù)航只有200公里，打七折之后更只剩下140公里了，司機(jī)們叫苦不迭。

針對(duì)冬天，磷酸鐵鋰離子電池也有很多應(yīng)對(duì)辦法，例如材料納米化以及碳包覆，還有一個(gè)更簡(jiǎn)單有效的辦法，就是給電池組安裝加熱裝置。

綜合來看，低溫對(duì)磷酸鐵鋰離子電池組對(duì)整體性能的影響＜10%。另外，由于三元電池也或多或少要收到低溫的影響，所以兩者在低溫下的性能實(shí)際差別其實(shí)就更小了。

但無論如何，低溫性能成為磷酸鐵鋰的一個(gè)短板，這一局三元?jiǎng)?

以上7個(gè)方面的分析，幾乎覆蓋了動(dòng)力鋰電池新能指標(biāo)的各個(gè)方面，雖然我不能給出一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)論，直接說出誰優(yōu)誰劣，但是結(jié)合具體應(yīng)用環(huán)境，就會(huì)有清晰的答案，因?yàn)橐恍┚唧w的應(yīng)用環(huán)境，會(huì)彰顯某一方面的有點(diǎn)，遮蔽某些方面的劣勢(shì)。

1、儲(chǔ)能應(yīng)用情境

儲(chǔ)能電站動(dòng)輒上數(shù)千千瓦甚至數(shù)萬千瓦的電池堆放在一塊，假如使用三元電池，等同于把成噸的炸彈堆放在一起。

磷酸鐵鋰的長(zhǎng)壽命也符合儲(chǔ)能的應(yīng)用需求，儲(chǔ)能電站往往會(huì)在偏郊建設(shè)，土地以及空間不成問題，遮蔽了磷酸鐵鋰能量密度低的劣勢(shì)。

尤其作為電網(wǎng)調(diào)頻的儲(chǔ)能電站，經(jīng)常要大倍率的充放，鐵鋰的充電倍率也滿足這一需求。在儲(chǔ)能應(yīng)用的場(chǎng)景下，磷酸鐵鋰的劣勢(shì)不再是劣勢(shì)，優(yōu)勢(shì)卻又十分突出。

所以，當(dāng)我們考慮這一應(yīng)用場(chǎng)景，磷酸鐵鋰是無可辯駁的冠軍。

2、無人機(jī)電池

毫無疑問，這又是另一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的極端，這個(gè)領(lǐng)域，三元鋰離子電池占據(jù)著100%的市場(chǎng)份額。

能量密度的天生劣勢(shì)這一點(diǎn)，就判定了鐵鋰離子電池永遠(yuǎn)不可能應(yīng)用于無人機(jī)。

無人機(jī)鋰離子電池領(lǐng)域，三元電池完勝。

3、電動(dòng)大巴以及電動(dòng)商用車

這些車自重大、空間大，對(duì)重量敏感度低，公交車、大巴車由于乘客眾多，對(duì)安全性要求高；

這些車運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)電池壽命要求高，這些特點(diǎn)都恰好發(fā)揮了磷酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)，遮蔽了磷酸鐵鋰的劣勢(shì)；

所以磷酸鐵鋰技術(shù)領(lǐng)先的比亞迪率先敢把純電動(dòng)汽車應(yīng)用于公交車以及電動(dòng)叉車、電動(dòng)卡車等。就是憑著對(duì)鐵鋰離子電池安全、高充放倍率、長(zhǎng)壽命的自信。

前段時(shí)間，國(guó)家暫停了三元電池大巴車的目錄申報(bào)，其實(shí)這在某種程度上宣告了三元電池在這一領(lǐng)域沒有應(yīng)用未來，電動(dòng)公交大巴以及商用車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰完勝。

4、插電式混合動(dòng)力車

這個(gè)領(lǐng)域的爭(zhēng)議其實(shí)也很小，雖然現(xiàn)在的插電車都以磷酸鐵鋰為主，但比亞迪自己卻準(zhǔn)備開始拋棄這一技術(shù)路線了。

從秦唐100開始，比亞迪的插電式混合動(dòng)力車將全面轉(zhuǎn)向鎳鈷錳三元電池，我認(rèn)為這種轉(zhuǎn)變背后最核心的原因就在于磷酸鐵鋰小單體電池一致性問題。

這個(gè)領(lǐng)域，三元?jiǎng)佟?/p>

5、純電動(dòng)乘用車

這又是一個(gè)膠著的戰(zhàn)場(chǎng)。首先純電動(dòng)乘用車使用的磷酸鐵鋰是大單體，每個(gè)單體容量高達(dá)0.82千瓦時(shí)，比在插電混合動(dòng)力車?yán)锩媸褂玫膯误w大十倍。

以秦ev300為例，整臺(tái)車僅僅只有58塊電池，這比起models的7000節(jié)電池，真是個(gè)零頭。

由于電池單體少，給每一個(gè)單體上安裝一個(gè)控制單元從成本角度也劃得來，進(jìn)而最大程度地決一致性問題，再之，大單體電池的一致性問題也不是那么突出。

但這并不意味著磷酸鐵鋰在純電動(dòng)乘用車領(lǐng)域獲勝，情況遠(yuǎn)比這個(gè)復(fù)雜。

由于磷酸鐵鋰密度低，同等容量下重量更大，這就導(dǎo)致使用磷酸鐵鋰離子電池的純電動(dòng)汽車自重大，能耗高。比起北汽ev200百公里電耗14kwh，比亞迪e5百公里電耗要高一些在16kwh左右。

除此之外，乘用車日均行駛里程為46公里，比起公交車日均230公里，出租車日均400公里的行駛里程短太多，這就使得磷酸鐵鋰長(zhǎng)壽命的特性發(fā)揮不出來，而三元電池壽命先對(duì)較短的劣勢(shì)也不那么致命；

再就是安全性，私人乘用車對(duì)安全性要求不如公交車那么嚴(yán)苛，但這也并不是說可以對(duì)安全性不管不顧，TSLAmodels的三元電池組之所以重達(dá)900kg，就是因?yàn)橐~外的保護(hù)裝置保護(hù)電池組。

總之，在純電動(dòng)乘用車，兩種電池路線又是一種膠著的狀態(tài)。

由于百公里平均電耗大家日常都能感受到，降低能耗又是國(guó)家的要求和方向，所以，兩種技術(shù)路線可能長(zhǎng)期在純電動(dòng)領(lǐng)域長(zhǎng)期并存，三元略占優(yōu)。

總結(jié)以上五大應(yīng)用場(chǎng)景，我們可以了解鐵鋰離子電池和三元電池在各自特定領(lǐng)域有著不同的優(yōu)勢(shì)：鐵鋰適合用儲(chǔ)能和商用車；三元適合于插電混動(dòng)車、乘用車、無人機(jī)等領(lǐng)域。

由于我國(guó)新能源車率先在商用車領(lǐng)域爆發(fā)，前些年使用鐵鋰離子電池更多一些；隨著電動(dòng)汽車革命的深入，乘用車銷量的爆發(fā)，三元電池的占比會(huì)逐步提高。

但無論如何兩者將長(zhǎng)期共存，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的電池公司也必將選擇兩條腿走路（同時(shí)生產(chǎn)三元電池和鐵鋰離子電池）的戰(zhàn)略。