新能源汽车“心脏”动力电池：交互融合，技术驱动

作为电动汽车的核心部件之一，电池在新能源汽车中扮演着至关重要的作用。最早铅酸蓄电池作为汽车的电瓶为车辆提供基本的电能保障，之后随着混动车型的出现镍氢电池进入了人们的视线，再后来电动汽车来势汹汹磷酸铁锂电池也被广泛应用，直到特斯拉将锂电全面铺开并几乎达到“垄断”后，才基本稳定了电动车在电池使用方面的“大方向”。

从如今的新能源汽车电池使用情况上也能看出，大部分都是以锂电为主，少数配置镍氢和磷酸铁锂电池，但是就在这锂电快要变成“标配”的时候，特斯拉却又将矛头转向了磷酸铁锂电池，再次与其他品牌分道扬镳，别人是从磷酸铁锂变为三元锂，而特斯拉则是玩遍了三元锂又回到磷酸铁锂。这次他的不寻常是又走在了市场的前面还是一时兴起？其实可以从电池上来分析一下。

动力电池，三元独大

从2019年和2020年第一季度动力电池装机量数据对比可以看出，今年由于受疫情影响，动力电池装机量与去年相比均有下滑。2020年Q1磷酸铁锂电池装机电量约1.23 GWh ，同比下滑55%，去年同期装机电量约2.75GWh，同比增长89%。三元锂电池装机电量约4.20 GWh，同比下滑52%，去年同期装机电量约8.71GWh，同比增长207%，而锰酸锂和钛酸锂基本可以忽略不计。

从数据来看，三元锂动力电池目前所占市场份额最高。其中镍钴锰系（NCM）电池比重较大，而镍钴铝系（NCA）虽然具有更高的理论容量但因为其较高的价格则只占到很小的一部分。三元材料之所以应用广泛，是因为相比于磷酸铁锂电池，它具有更高的电池能量密度、更好的充放电倍率性能和低温性能。但同时，它又在安全性、循环寿命上不如磷酸铁锂电池。

在新能源汽车发展的快速增长期，显然续航里程是大家一眼看上去能最直观判断出“好坏”的因素，续航里程也成了新能源汽车准入门槛的敲门砖，也正因为如此大家都想着先把续航里程提上去。而提高续航里程最简单的办法就是三元锂电池的应用，这也是三元锂电池在现在动力电池市场如此火爆的原因之一。

交互融合，技术驱动

对于新能源汽车来说，续航里程可以说是首要的考虑因素之一，而直接关系到续航里程的就是电池容量，在这个维度上来说，三元锂毫无疑问是最佳的选择。但是，近年来频发的电动车自燃事件也将新能源汽车安全性这个话题拉到了新高度，从安全性这个角度出发，磷酸铁锂电池无论在挤压、短路、过充、针刺测试中都明显优于三元锂电池。另外，从成本来看，由于近几年来三元锂电池的大规模应用，致使钴元素原材料的价格上升，整体成本明显高于磷酸铁锂电池。

但是，对于汽车来说，任何时候“安全”的优先级永远是最高的。较低的能量密度可以通过掺杂金属离子或减少颗粒尺寸来提升，较差的低温性能可以通过优化的电池热管理系统的来解决，相较于三元锂离子电池在安全性方面的优化，前者显然更容易满足。

也是基于安全性的考虑，前不久比亚迪刚发布了刀片电池，能量密度达到了140Wh/kg。刀片电池是由数片刀片状的长条矩形电芯叠加成的磷酸铁锂电池组，相比于传统圆柱形电池组，它的体积利用率提高了50%以上，这样就一定程度上弥补了磷酸铁锂电池能量密度低的缺点，同时又利用了磷酸铁锂的稳定性使电池安全性更高，在针刺测试中，刀片电池被钢针刺穿后，电池无明火、无烟，表面温度没有明显的变化。

另外，从最近的工信部目录上也可以看到，国产特斯拉Model 3也搭载上了由宁德时代生产的磷酸铁锂电池，能量密度为125Wh/kg，综合续航里程达到468KM。这是特斯拉首次使用磷酸铁锂电池，相比于三元锂标准续航版本虽然电池能量密度有所降低，但是续航里程却高出了23KM。

这么看来，比亚迪刀片电池的推出和特斯拉磷酸铁锂电池的应用有望带动磷酸铁锂电池市场景气回升。

目前市场上的新能源汽车主要采用三元锂离子电池来提供动力，动力电池的成本占到整车成本的三分之一以上，是决定汽车性能的核心因素。从技术角度来说，降低成本，开发高镍低钴、安全性高的锂离子电池对于三元锂来说是继续扩展市场的基石，而通过牺牲一些续航来换取安全性的磷酸铁锂来说，专注于材料本身的升级，才是打破壁垒的关键。