三元锂电池和磷酸铁锂电池的区别是什么？究竟是选择磷酸铁锂电池还是三元锂电池呢？

首先是三元锂电池和磷酸铁锂电池的区别：

磷酸铁锂电池--用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。

三元锂电池--用镍钴锰酸锂做为正极材料的锂离子电池。

成本方面，磷酸铁锂电池不含贵重金属元素（比如钴等），所以成本比较低廉。

性能方面，两者主要差异在能量密度、安全性和温度适应性。

能量密度：根据比克电池提供的资料，其18650电池（三元锂电池）的能量密度已经达到232Wh/kg。而目前国内主流的磷酸铁锂电池基本上徘徊在170-190Wh/kg左右。由于能量密度大，所以三元锂电池体积更小，质量更轻，这意味着可以给汽车节省更多空间，并且在车辆行驶时，更轻的重量可以提供更大的续航里程。

安全性：磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固难以分解（700-800℃才会开始发生分解），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，且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子，不会产生剧烈的燃烧，一句话总结就是相当安全。而三元锂电池热稳定性较差，250-300℃就会发生分解，遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着，产生的热量进一步加剧正极分解，在极短的时间内就会爆燃。车辆发生事故时，外力的撞击会损坏电池隔膜从而导致短路，短路时发出的热量会造成电池热失控并使温度迅速上升至300℃以上，所以时常会有新能源汽车自燃的新闻。因此，在使用三元锂电池时尤其要对热管理提出较高的要求。

温度适应性：磷酸铁锂电池的一大缺点在于其性能受温度影响大，尤其是低温环境下，放电能力和容量均会大幅度降低，在零下20°C时电池容量仅为常温下的54%，而三元锂电池这一数值在70%，还算坚挺。

总结一下，磷酸铁锂电池耐高温、安全性好。三元锂电池耐低温、能量密度大。

那么究竟是选择磷酸铁锂电池还是三元锂电池呢？

基于安全性考虑，采用三元锂电池的新能源客车无法进入工信部的新能源车目录，而轿车、货车则不受影响。虽然有一定安全顾虑，但在国家新能源补贴政策涉及到电池能量密度之后，能量密度更高的三元锂电池逐渐代替了此前占据主流的磷酸铁锂电池。2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用车中，采用三元锂电池的车型有221款，而采用磷酸铁锂电池的仅33款。可见在新能源乘用车领域三元锂电池是大势所趋。

但电池系统的安全性其实不止关乎于电芯，还涉及很多其他技术领域，其中最重要的就是电池PACK和BMS（电池管理系统）。

以零跑S01的动力电池系统为例，我们的电芯选取目前业内领先的比克18650圆柱电池，其余的电池包内部组件则全部自主研发，包括模组，PACK，BMS硬件，软件和算法。

当然，目前我们最新的进度是已经研发出全新高能量密度高安全结构电池模组，采用21700电芯，能量密度达到160Wh/kg，超越特斯拉Model结构方式15%，达到Model3 75Kwh电池包能量密度。这也使得我们零跑S01的最大续航从18650版本的360公里，提升到了21700版本的460公里。

当时零跑选择比克18650圆柱电池主要基于两个考虑：

1.零跑首款量产车S01是一辆双门轿跑，因此我们必须控制整个电池包的高度以适应较低的底盘。软包锂电池或方形锂电池因高度问题均无法满足要求。而通过使用18650圆柱电池（电池高度65毫米），最终把电池包厚度控制在90毫米，满足车型要求。

2.在零跑三电系统开始研制的2015年，国内三元方形和软包电芯批量化应用不成熟，各家尺寸也不尽相同，当时他们的产品还主要是磷酸铁锂电池，无法满足我们三电系统的设计需要。所以我们选择通用性和一致性最好，业界工艺和批量化几乎是最成熟的18650圆柱电池。

2015年的时候，很多电动车的电池管理水平都处于原始的状态，缺乏热管理，电池只是简单的组装在一起，而秉承着“IT人造车”实干精神的零跑，毅然选择电池包自主研发。当时有两条路线选择：1.自主研发创新全新电池包结构。2.对标全球行业最先进的方案。最终零跑电池研发团队决定对标特斯拉Model S的电池包结构。

特斯拉的电池包结构和散热系统非常复杂，2015年时国内尚没有车企使用过这类结构。但是零跑通过成本分析，发现其硬件成本并不高。主要原因是特斯拉电池连接使用的是正负极铝丝超声波焊接，比国内常用的18650镍片电阻焊链接成本反而要低。但采用Model S的电池包方案，最大的难题还是在于设计复杂和高装配精度要求。当时国内的圆柱形电池模组无法满足我们的要求，所以最后零跑决定整个模组、电池PACK和BMS从设计到制造全部自己做。

在开始研发的时候，零跑的电池包有两个核心目标：1.追求品质的同时达到低成本2.参考特斯拉但又超越特斯拉。通过3年来的自主研发，自主制造，零跑已经把电池包的核心技术掌握在自己手中，并取得了一系列技术优势，例如：

单电芯双极双保险安全设计：包括宝马在内的业内电动车电池，在遭遇电流过大情况下的普遍做法是将整个电池组主回路的保险丝断掉；零跑采用独特的单电芯双极双保险设计，给予每一个单电芯独立保护，在提高安全性的同时，更便利维修。

PACK高低压全隔离专利设计：零跑把所有的带电漏电体都做到了隔离，从三方面提升安全性：

1）防止装配和维护过程中误操作引起电池包短路

2）降低碰撞时电池包的破坏，比较轻微的碰撞电池包很难受损

3）提高防火性能，每个电池模组之间进行独立隔离，可以提供一定时间的防火隔离时间（零跑专利技术），相比之下目前业界惯用的电池模组互相之间都不是独立隔离的，一旦起火就会很快蔓延。冷热一体化热管理方案：业界普遍采用的霍尔传感器去做电流检测，只能保证常温下的精度，在低温和高温状态偏差较大，零跑汽车自主设计高精度高集成检测模块，比霍尔电流传感器精度提高4倍，能够保证在20-45°的范围内，SOC精度偏差不超过3%；可延长电池寿命20%。零跑电池包散热系统在特斯拉的蛇形冷却方式基础上改进优化，使得整个电池包电芯的温差控制在1.8℃以内（特斯拉为2℃）

电池箱外壳采用首创一体化铸铝工艺：电池箱外壳采用首创一体化铸铝工艺，箱体总重比同尺寸钣金箱体减少40%。一体化无螺钉结构：电池模组内部结构无金属化，无金属螺钉，避免螺钉松动短路。

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总之，就目前而言，虽然磷酸铁锂电池的能量密度已经基本达到理论的极限，综合性能也不如三元锂电池，但其在安全性以及成本上的优势仍使它具备牢固的地位。例如，新能源客运车本身空间大，续航要求不高，但对安全性要求极高，磷酸铁锂电池非常适合。三元锂电池则更适用于乘用车，节省更多空间的同时可以提供更好的续航能力，而随着电芯、电池包技术和电池管理系统的不断研发迭代，安全性也会得到进一步提升。