我相信很多人都聽說過新能源汽車行業車用鋰電池分為三元聚合物鋰電池跟磷酸鐵鋰電池。那么，這兩種由不同材料制成的電池在性能上有什么不同呢？是什么造成了這些差異？由于政府補貼趨勢的變化，過去在磷酸鐵鋰電池領域實現批量生產的比亞迪開始轉向大規模開發三元鋰。原因是什么？如果你看過鋰離子電池，就必須了解鋰離子電池的結構和原理。它的外觀與我們常用的5號電池相似，但尺寸稍大一些。從外面，我們可以看到電池的正負極，以及整個電池外殼。電池的內部結構和工作原理是什么？電池主要由正極、負極、電解液和隔膜組成。這些材料被封裝在一個圓柱形鋼筒中。因為陰極材料中有許多小孔，所以可以儲存大量電子。在放電過程中，這些電子通過外部電路移動到正極材料。當蓄電池連接到外部耗電元件時，將形成從正極到耗電元件再到負極的電路。這是電池的基本工作原理。鋰離子電池的基本充放電原理圖，負極材料實際上是我們非常普通的石墨。因為石墨天然地有許多空穴和良好的導電性，它抓住電子的能力比陰極材料高得多。因此，對于鋰離子電池來說，重要的瓶頸在于正極材料。這也是各大電池公司不斷改進正極材料性能的原因，以提高鋰離子電池的充電容量（能量密度）

三元鋰和磷酸鐵鋰，正如我們常說的，是指正極材料。在傳統的鉛酸蓄電池領域中，使用成本非常低的稀硫酸作為電解液。這就是為什么當我們第一次更換汽車電池時，有時會給新電池灌滿液體。這種液體是電解液。由于稀硫酸的重要成分是水，水在酸性粒子的作用下會具有導電性，因此它可以在電池內部形成電流電路。但是，由于水的導電性差，傳統鉛酸電池的電壓小于2伏，而我們使用的鋰離子電池單體電池的電壓可以達到3-4伏，所以應該用鋰鹽來代替傳統的水基電解液。膜片的作用是阻擋電子，讓它們沿著外部電路的路徑流動，但離子可以通過膜片，從而形成一個電路，而不會使正負電極短路。鋰離子電池充放電原理鋰離子電池之所以能夠充放電，是因為在充電過程中將電能轉化為化學能，在放電過程中將化學能轉化為電能的過程。簡而言之，在充電過程中，鋰離子通過電解液從正極材料嵌入負極材料；在放電過程中，鋰離子通過電解液從負極材料嵌入正極材料，而電子通過外部電路形成電流

對于鋰離子電池，正極材料的性能非常重要。它必須具有良好的導電性、與電解液的良好相容性和優異的穩定性。磷酸鐵鋰的性能不同于三元鋰。磷酸鐵鋰離子電池安全性高，循環壽命長。實驗證明，經過1600次充放電循環后，磷酸鐵鋰電池仍能保持80%的電量。此外，磷酸鐵鋰電池在大功率放電過程中的性能也非常穩定。這是我們經常遇到的使用場景：在加速或高速運行時，電池需要大功率放電，在此過程中，電壓穩定性可以使車輛具有更好的性能。而且，在大功率放電過程中，電池的實際容量會降低，這也是電動汽車的高速行駛里程會降低的原因之一，而磷酸鐵鋰離子電池的穩定性性能非常突出。磷酸鐵鋰的另一個優點是安全性高。能承受700-800℃高溫，在穿刺、撞擊、短路等極端條件下不會釋放氧分子，不會劇烈燃燒爆炸。這就是比亞迪仍在載客量大的公交車上使用磷酸鐵鋰電池的原因。由于公交車載客量大，安全要求比乘用車高，但對重量和體積不太敏感，所以磷酸鐵鋰是一個很好的選擇。但磷酸鐵鋰也有兩個不容忽視的缺點：一是能量密度相對較低，重量大，體積大；第二，它對溫度相對敏感。在低溫環境下，充電量會顯著降低

由于能量密度不能滿足150瓦時kg的國家要求，因此不適合在乘用車中大規模應用。三元電池有兩條重要的技術路線，即鎳鈷錳和鎳鈷鋁，其中鎳鈷錳的組合最具代表性。它結合了鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物和錳酸鋰的優點。事實上，它將這三種材料結合在一起。因此，其綜合性能優于單一材料，能量密度可超過200瓦時kg，因此能量密度是三元鋰的最大優勢。然而，與磷酸鐵鋰相比，三元鋰的安全性較差，最高耐受溫度為250-300度。因此，在撞擊和刺穿的情況下，容易發生火災和爆炸。因此，整個電池組的冷卻系統和熱管理系統應以更高的成本進行開發和設計。三元鋰離子電池正以高速的速度得到廣泛的應用。由于國家在乘用車領域的政策引導，能源密度一直處于較高的位置，因此各汽車企業都在推廣或更換三元鋰離子電池。就連此前掌握磷酸鐵鋰技術優勢的比亞迪也在逐步用三元鋰取代其車型中使用的動力鋰電池。這些模式包括：唐、秦、滕氏等。雖然使用三元鋰離子電池的騰石尚未銷售，但據報道，下一輪新產品將使用三元鋰離子電池。包括雅閣（accord）和凱美瑞（Camry）混合動力版的日本制造商在內，最新車型也使用三元鋰離子電池。使用三元鋰后，由于能量密度顯著增加，電池體積和重量減少，為乘客艙或行李箱提供了更實用的空間。因此，總體而言，三元鋰離子電池在當前政策環境下具有更明顯的優勢。