对比锂电池几类正极材料
来源：宝鄂实业
2019-10-19 19:36
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对于纯电动汽车（不管是插电式混合动力还是纯混合动力，人们都可以用汽油来开关），对我们来说最困难的是什么？里程焦虑是因为它的能量密度太低，它不能行驶很远。汽车蓄电池分组后，能量密度一般为100～150wh/kg。汽油的价值大约是一万…所以即使你像乌龟一样带着一车电池，也解决不了问题。每天，土槽电动车都要充电。他们跑得不快。他们中间没有电。
现在电池技术最大的短板就是能量密度太低，无限地落后于摩尔定律……不要谈论锂和空气。即使它们的能量密度不够高，关键是它们远没有实际应用…
为了比较几种积极的材料，我们必须介绍这个数字，即五个重要的性能标准：
几种锂电池正极材料的比较：三元材料在磷酸铁锂安全性方面具有优势
电力、生命、成本、安全和能源。
对比材料为nmc/nca三元材料/nca、lco钴酸锂、lfp磷酸铁锂、lmo锰酸锂。nca和ncm是比较相似的，它们在材料上是近亲，所以这里把它们归为一种理论。
LCO=LiCoO2，层状，NMC=LiNixNyCoZo2，层状，NCA=LiNi1-Y-ZCoyalZo2，层状，LMO=LiN2O4尖晶石，LFP=LiFePO4橄榄
从这个图中，我们可以看到：
LFP材料
能量最低（悲惨的是，低容量是一边，低电压是3.4V的问题，相反的例子是Limna尖晶石，电压为4.7V）。由于空间有限，流量曲线不在这里。
功率一点也不低（在中试规模的biao研究所生产的磷酸铁锂中，5c可以达到130mah/g的降幅（当然，phototech也可以…）。碳涂层+纳米材料的比例性能仍然很强！
寿命和安全性都是最好的，这主要是由于聚阴离子PO43-在材料中的结合，使氧的结合更好，与电解液的反应活性低，不像三元材料更容易产生氧泡等现象。从使用寿命来看，一般认为可以超过4000个周期。
成本方面，磷酸铁锂还不错，仅次于lmo锰酸锂的材料成本（这个东西，空气燃烧，锰源便宜），其次是竞争力。磷酸铁锂的原材料磷酸铁锂价格相对便宜，但制备纳米粉体需要一定的成本。热处理需要在惰性气氛中进行。各种工艺要求导致材料成本（国产约10w/t）不如lmo（6~7w/t）低，但与nmc（13w/t）相比，lco（更贵）更便宜。
理由：钴比镍贵（中国有没有贫钴），镍比锰铁贵，用什么原料，有什么成本。
然后比较分析以下内容
NCM/NCA材料
能源最具优势（电动汽车要跑远，这是最重要的）。此外，随着高镍ncm材料的发展，这种材料的能量密度可以进一步提高。
权力是可以的（事实上，它是足够的。对于纯电动汽车来说，能源比动力特性更重要。对于丰田普锐斯这样的混合动力车来说，动力特性更为重要，但前提是能量不能太低）
寿命，不错。过去，三元材料的使用寿命可能是1000倍左右，但近年来，随着研发的发展，这种材料的使用寿命可以达到2000周（似乎标准还可以保持在80%或多少，记不清楚），这是相当可观的。比如，你的电动车一天可以充电一次，一年365次，2000次就够你6年了。现在很多人都要我换火车。
哪个更安全？
所以在此对比一下这两个材料，最重要的能量密度上 NCM/NCA 完胜，寿命上 NCM/NCA 不差，安全上 NCM/NCA 差些，但是不严重，功率不算太重要，两者都不错，成本上 NCM/NCA 高一点。
但是在这里注意了：成本上 NCM/NCA 高，是单位质量的成本 (rmb/kg)。
考虑到单位质量的 NCM/NCA能量密度高(Wh/kg)，所以折合成单位能量的成本的话(rmb/Wh)，NCM/NCA 还更有优势一些，所以从单位材料的成本来单纯计算，结果可能是比较有欺骗性的。
说到这里，我忍不住要吐槽：你们天天嫌电动车贵，就是因为电池用的多，就是因为单位能量的成本（rmb/Wh） 这个数太高，其实真的很难降啊，我们都快喝西北风了啊。
另外一点，就是磷酸铁锂放电平台太平，不好做电池控制系统啊，NCM/NCA 这方面就要好些。
不过作为一名磷酸铁锂研究狗，我也得为我们的材料说几句话：在追求安全性、倍率性的场合，磷酸铁锂电池还是有优势的，尤其是请天天吵着电动车、电池不安全的人多为我们磷酸铁锂投票。
