解析磷酸铁锂电池的发展
来源：宝鄂实业
2019-02-20 19:01
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时至今日，三元锂电池已成为汽车电动化的最核心元素，但面对将到来的动力电池大洗牌时代，它虽信心满满，但又似乎忧心忡忡。
诚然，各个行业都会在不同的时间节点开启洗牌工作。一成不变、不求革新之辈很容易被淘汰，相反，勇于创新、着眼未来的态度会让自身能力值更加强大。结果则很简单，前者被洗掉，后者将取代前者的位置。
20世纪70年代，锂离子电池这个概念首次被提出并开始被研究。时至今日，三元锂电池已成为汽车电动化的最核心元素。
然而，面对将到来的动力电池大洗牌时代，它信心满满，但又似乎忧心忡忡。因为技术，从不承认马太效应。
就目前的新能源汽车市场来看，我们最为熟知的是三元锂电池和磷酸铁锂电池，可以说，这两种动力电池撑起了现阶段的全球电动化发展之路。
不过，随着大家对于续航里程、充电时间、安全性等问题的愈发关注，“老家伙”们开始力不从心。人们在吐槽、抱怨、忍耐的同时，期盼着一种集高能量密度、高安全性、高效率充能、低成本于一身的电池类型早日出现。
“老家伙”腹背受敌，燃料电池、固态电池等“新势力”伺机而动，利用燃料电池驱动的车型几年前就已出现在市场当中。那么，在大洗牌时代到来之时，谁会被淘汰出局，谁继续苟延残喘，谁又将脱颖而出？
锂电池，最主流也最危险
准确来说，应该称之为“三元锂离子电池”（以下简称三元锂电池）。索尼公司在1991年发布了首个商用锂离子电池，革命性地改变了消费电子产品的发展之路。如今，锂离子电池是绝对的主流，3C市场一直依赖于它的存在，相对而言新能源汽车应用得则要晚一些。
不过正如前文所言，若不思进取，创新的浪潮早晚会将你拍打在落后的沙滩上。去年早些时候，世界上历史悠久的、最有名望的科学杂志《自然》刊登了一篇文章，题为《距离锂电子电池革命仅余10年》，这篇文章指出，锂离子电池性能和价格的演进速度正在放缓。
深究原因，无非有二：
其一，技术瓶颈。电池，从本质上来说是一种能够将储存的化学能转化为电能的设备。所以，在晶体结构中可以储存的电量是有天花板的。就拿手机来说，随着硬件水平的不断提升，手机自身的技术与性能呈飞跃式发展，但配套锂电池的升级之路却依旧步履蹒跚。
较二十年前，可充电锂离子电池在电池组所储存能量方面提升了数倍，看似突飞猛进，实则远远不够，尤其是相对于芯片、软件等高新技术产业的更新速度。可以说，锂电池从被需求、不可替代、主流，慢慢得在朝“被替代”前进。
应用到新能源汽车上之后，这种“缓慢”就更加突显。车企们不可能在一款轿车上放入大量的三元锂电池，原因很简单——重量。随着车重的同步提升，实际续航能力的上扬曲线终将归于平直，再加上充电设施还未达到完善的程度，三元锂电池在动力电池领域的发展势必将率先走向抉择点。
其二，材料。决定三元锂电池性能的最主要因素是电池两极的材料，特别是正极材料。镍、钴、锰，这三种金属元素几乎主宰了一切。其中，镍元素最大的意义在于提升能量密度；钴的作用是稳定材料的层状结构，且能够提高材料的循环和倍率性能。
不可或缺，导致了没得选，这样一来，镍和钴的价格在2017年呈现出了持续激增的状态，市场供不应求。虽然在2018年下半年出现了下滑，但短期内的不可替代仍促使着价格蓄力反弹。多家正极材料企业和锂电池企业纷纷表示，基于成本原因，一定要寻找替代品。
“NCM811（镍：钴：锰=8:1:1））”的出现让三元锂电池可以有力回击质疑。原则上说，相对于已经成熟的“532”和“622”，811在镍的占比上进一步得到了提升，能量密度增加的同时，成本随之降低。随着未来的进一步发展，无钴锂电池也在逐步浮出水面。
但凡事都有两面性，NCM811也并非无懈可击。不止一个专家曾指出，镍比例越高，整个正极材料的热稳定性就越差。高温不稳定、低温效能低本来就是三元锂电池的短板，这样一来，安全性成为了必须要优先逾越的障碍。
于是很多动力电池企业将重心放在了安全性上，蜂巢能源科技有限公司全球营销副总裁JeffreyYambrick（严博瑞）对于NCM811十分看好，但也承认稳定性是必须要关注的问题：“NCM811关注的问题是如何在高温下保证稳定性，我们进行了优化。在蜂巢能源的研发团队通过正极材料的改进，使得正极材料能够在零下20—60摄氏度正常工作，高温140—150摄氏度使得阻抗增大3个数量级形成断路，保证电芯的安全。”
坦白讲，现在谈论三元锂电池的末日还为时过早，有朝一日一旦在材料上有所突破，亦或是在能量技术方面挑破了天花板，三元锂电池的技术优势将有望再一次得到发挥。
诚然，各个行业都会在不同的时间节点开启洗牌工作。一成不变、不求革新之辈很容易被淘汰，相反，勇于创新、着眼未来的态度会让自身能力值更加强大。结果则很简单，前者被洗掉，后者将取代前者的位置。
20世纪70年代，锂离子电池这个概念首次被提出并开始被研究。时至今日，三元锂电池已成为汽车电动化的最核心元素。
然而，面对将到来的动力电池大洗牌时代，它信心满满，但又似乎忧心忡忡。因为技术，从不承认马太效应。
就目前的新能源汽车市场来看，我们最为熟知的是三元锂电池和磷酸铁锂电池，可以说，这两种动力电池撑起了现阶段的全球电动化发展之路。
不过，随着大家对于续航里程、充电时间、安全性等问题的愈发关注，“老家伙”们开始力不从心。人们在吐槽、抱怨、忍耐的同时，期盼着一种集高能量密度、高安全性、高效率充能、低成本于一身的电池类型早日出现。
“老家伙”腹背受敌，燃料电池、固态电池等“新势力”伺机而动，利用燃料电池驱动的车型几年前就已出现在市场当中。那么，在大洗牌时代到来之时，谁会被淘汰出局，谁继续苟延残喘，谁又将脱颖而出？
锂电池，最主流也最危险
准确来说，应该称之为“三元锂离子电池”（以下简称三元锂电池）。索尼公司在1991年发布了首个商用锂离子电池，革命性地改变了消费电子产品的发展之路。如今，锂离子电池是绝对的主流，3C市场一直依赖于它的存在，相对而言新能源汽车应用得则要晚一些。
不过正如前文所言，若不思进取，创新的浪潮早晚会将你拍打在落后的沙滩上。去年早些时候，世界上历史悠久的、最有名望的科学杂志《自然》刊登了一篇文章，题为《距离锂电子电池革命仅余10年》，这篇文章指出，锂离子电池性能和价格的演进速度正在放缓。
深究原因，无非有二：
其一，技术瓶颈。电池，从本质上来说是一种能够将储存的化学能转化为电能的设备。所以，在晶体结构中可以储存的电量是有天花板的。就拿手机来说，随着硬件水平的不断提升，手机自身的技术与性能呈飞跃式发展，但配套锂电池的升级之路却依旧步履蹒跚。
较二十年前，可充电锂离子电池在电池组所储存能量方面提升了数倍，看似突飞猛进，实则远远不够，尤其是相对于芯片、软件等高新技术产业的更新速度。可以说，锂电池从被需求、不可替代、主流，慢慢得在朝“被替代”前进。
应用到新能源汽车上之后，这种“缓慢”就更加突显。车企们不可能在一款轿车上放入大量的三元锂电池，原因很简单——重量。随着车重的同步提升，实际续航能力的上扬曲线终将归于平直，再加上充电设施还未达到完善的程度，三元锂电池在动力电池领域的发展势必将率先走向抉择点。
其二，材料。决定三元锂电池性能的最主要因素是电池两极的材料，特别是正极材料。镍、钴、锰，这三种金属元素几乎主宰了一切。其中，镍元素最大的意义在于提升能量密度；钴的作用是稳定材料的层状结构，且能够提高材料的循环和倍率性能。
不可或缺，导致了没得选，这样一来，镍和钴的价格在2017年呈现出了持续激增的状态，市场供不应求。虽然在2018年下半年出现了下滑，但短期内的不可替代仍促使着价格蓄力反弹。多家正极材料企业和锂电池企业纷纷表示，基于成本原因，一定要寻找替代品。
“NCM811（镍：钴：锰=8:1:1））”的出现让三元锂电池可以有力回击质疑。原则上说，相对于已经成熟的“532”和“622”，811在镍的占比上进一步得到了提升，能量密度增加的同时，成本随之降低。随着未来的进一步发展，无钴锂电池也在逐步浮出水面。
但凡事都有两面性，NCM811也并非无懈可击。不止一个专家曾指出，镍比例越高，整个正极材料的热稳定性就越差。高温不稳定、低温效能低本来就是三元锂电池的短板，这样一来，安全性成为了必须要优先逾越的障碍。
于是很多动力电池企业将重心放在了安全性上，蜂巢能源科技有限公司全球营销副总裁JeffreyYambrick（严博瑞）对于NCM811十分看好，但也承认稳定性是必须要关注的问题：“NCM811关注的问题是如何在高温下保证稳定性，我们进行了优化。在蜂巢能源的研发团队通过正极材料的改进，使得正极材料能够在零下20—60摄氏度正常工作，高温140—150摄氏度使得阻抗增大3个数量级形成断路，保证电芯的安全。”
坦白讲，现在谈论三元锂电池的末日还为时过早，有朝一日一旦在材料上有所突破，亦或是在能量技术方面挑破了天花板，三元锂电池的技术优势将有望再一次得到发挥。
