關(guān)于新能源汽車電池技術(shù)的淺析

（文章來源：百家號）
? ? ? ?新能源汽車時(shí)代拉開大幕，不少人開始考慮買電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車和燃油車，外觀上區(qū)別不大，開起來感覺也差不多，但車殼子里邊裝的東西，完全是兩碼事。平時(shí)我們愛說汽車有“三大件”：發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤；到了電動(dòng)車上，“三大件”就變成了：電池、電機(jī)、電控，如果再加上底盤，就成了“四大件”。

能到車管所上牌的正規(guī)電動(dòng)汽車，用的都是鋰電池。準(zhǔn)確地說，是鋰離子電池。為啥叫鋰離子電池？因?yàn)檫@種電池的充放電過程，就是鋰離子在正負(fù)極之間來回搬家的過程。電池的正負(fù)極，就是鋰離子的兩個(gè)家，充電時(shí)，鋰離子從正極搬到負(fù)極里住，放電時(shí)，又從負(fù)極搬回正極里住。

鋰離子電池，是目前最技術(shù)最先進(jìn)的電池之一。這種電池能量密度高，能存的電就多；循環(huán)壽命長，能充放電的次數(shù)就多，用的年頭也長?，F(xiàn)在用在電動(dòng)汽車上的鋰電池，主要是兩種：磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。名子一聽就讓人心慌，瞬間想找出中學(xué)化學(xué)課本復(fù)習(xí)一下。算了，化學(xué)沒學(xué)好也沒關(guān)系，畢竟買電動(dòng)汽車不用先去答一張化學(xué)試卷。簡單來說，“磷酸鐵鋰”、“三元鋰”，說的是電池的正極材料。

這兩種東西，都是鋰的復(fù)合氧化物。磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，不能簡單說哪種好，只能說各擅勝場。磷酸鐵鋰電池勝在壽命長、安全性好、成本低，但能量密度和低溫性能稍遜；三元鋰電池勝在能量密度大，存電多，但安全性和壽命稍遜。

現(xiàn)在電動(dòng)汽車都在比賽誰的續(xù)航長，所以，能量密度高、存電多的三元鋰電池就成了主流。2017年以前，磷酸鐵鋰電池的份額還高達(dá)70%以上，到2018年，三元鋰電池的份額就超過磷酸鐵鋰，現(xiàn)在市面上的這些家用電動(dòng)汽車，滿眼都是三元鋰了。都叫三元鋰電池，但三元鋰跟三元鋰也不一樣。

為什么叫三元鋰電池？很簡單，因?yàn)殡姵氐恼龢O材料是三元鋰；什么是三元鋰？就是有三種元素，和鋰?yán)瓗徒Y(jié)派，組成了復(fù)合氧化物小團(tuán)伙。說是三元，也不是固定的某三種元素，而是分了門派?，F(xiàn)在主要有兩個(gè)山頭：鎳鈷錳算一個(gè)，鎳鈷鋁算一個(gè)。

先說鎳鈷鋁。我國搞鎳鈷鋁（按元素的縮寫，業(yè)內(nèi)又稱NCA）的時(shí)間比較短，這種電池有一些技術(shù)壁壘，目前主要是日本和韓國的企業(yè)在生產(chǎn)，特斯拉現(xiàn)在用的三元鋰電池，就是日本松下提供的鎳鈷鋁電池。國內(nèi)主流的三元鋰電池，是鎳鈷錳電池（業(yè)內(nèi)簡稱NCM）。雖然都叫鎳鈷錳，鎳鈷錳跟鎳鈷錳也不一樣，不一樣的地方，主要是正極材料中，三種東西的比例不一樣。

有心人可能已經(jīng)留意到，在關(guān)于三元鋰電池的新聞報(bào)道中，經(jīng)常出現(xiàn)523、622、811的概念，這些數(shù)字是什么意思呢？其實(shí)也不復(fù)雜，說的就是鎳、鈷、錳所占的比例而已。523，就是鎳50%、鈷20%、錳30%；622，就是就是鎳60%、鈷20%、錳20%；811，就是鎳80%、鈷10%、錳10%；聽到這里，估計(jì)某些理科沒學(xué)好的同學(xué)又有點(diǎn)兒頭大。沒關(guān)系，聽我這個(gè)文科生接著娓娓道來。

如果把三元鋰電池拆開來說，主要是四部分：正極、負(fù)極、電解液、隔膜。正極和負(fù)極就不說了，是個(gè)電池都有，小學(xué)生都知道是什么意思；電解液好比是公路，鋰離子在正負(fù)極之間來回搬家，就是通過電解液這條公路；隔膜的原理復(fù)雜些，大家只需要知道，這玩意兒是用來隔離正負(fù)極的就行，不隔離，不就短路了？

三元鋰電池能存多少電，主要看正極材料。正極材料就是鋰離子的家，這個(gè)家的房間多，住的鋰離子就多，電池的容量就大。而房間多不多，主要就是看鎳鈷錳這三種東西的比例怎么搭配。簡單來說，“三元”中的鎳，主要管的是容量；鈷，主要管的是壽命（充放電次數(shù)）；錳，主要管的是穩(wěn)定。換句話說，鎳多，電池容量就大；鈷多，電池壽命就長；錳多，電池安全性就好。

鎳用得多，鈷和錳的比例必然會(huì)減少。電池的壽命和穩(wěn)定性是不是會(huì)受影響？理論上會(huì)，但從技術(shù)上解決問題也不是不可能，誰知道呢！現(xiàn)在唱主角的無疑就是三元鋰電池，而且是“高鎳”的三元鋰電池。這一方面是政策原因，續(xù)航里程長、電池能量密度高的電動(dòng)汽車，能拿到的財(cái)政補(bǔ)貼就多；另一方面是各汽車廠商要搶風(fēng)頭，搞續(xù)航里程競賽，好像誰家的車?yán)m(xù)航長，誰家的技術(shù)就先進(jìn)。

再過幾年，就要看固態(tài)鋰離子電池了。固態(tài)鋰電池，電解質(zhì)由液體變成了固體，電容量大、充電速度快，又沒有電解液泄漏起火的風(fēng)險(xiǎn)，可謂理想的動(dòng)力電池。全球已經(jīng)有幾家公司推出了固態(tài)電池的原型電池，也許三五年之內(nèi)，這種電池就會(huì)異軍突起。