近日，呆灣的“專家”在某節(jié)目上大放闕詞，嘲諷“寧德時(shí)代不會(huì)生產(chǎn)三元鋰電池電池，特斯拉為了中國(guó)市場(chǎng)被迫使用落后的磷酸鋰電池技術(shù)”。

繼“茶葉蛋"和“涪陵榨菜”之后，臺(tái)灣“專家”的這番評(píng)論再次引起熱議。吃瓜群眾表示，“專家”很可能是為了碰瓷騙電池，紛紛提醒寧德時(shí)代不要上當(dāng)。圖片：觀察者網(wǎng)

被批為落后技術(shù)的磷酸鐵鋰表示不服，龍頭大哥寧德時(shí)代更加不服，立馬“請(qǐng)”出了朋友們來(lái)評(píng)理。

各配套了寧德時(shí)代電池的車企官博也紛紛仗義執(zhí)言，并順手打起了自家的廣告。

寧德時(shí)代在2019年無(wú)論磷酸鐵鋰還是三元鋰電池，均在國(guó)內(nèi)所有排名第一。事實(shí)上，論出貨量寧德時(shí)代還是全球第一。

雖然“專家”對(duì)寧德時(shí)代的認(rèn)知很滑稽，但是他說(shuō)到的特斯拉的優(yōu)勢(shì)在于其裝載的三元鋰電池，也有一定道理。卓越的三元鋰電池在幫助特斯拉打造全球第一電動(dòng)車品牌中扮演了重要角色。今天，就來(lái)聊一聊“專家”口中的最強(qiáng)電池——三元鋰電池。

何為“三元"

三元鋰電池（Ternary Lithium Battery），是指以鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰為正極材料，以石墨為負(fù)極材料，以六氟磷酸鋰為主的鋰鹽作為電解質(zhì)的鋰電池。

三元鋰電池的構(gòu)成。

鋰電池的常用命名方式主要有兩種，一是以電池中正極元素來(lái)命名，二是以電池最核心的反應(yīng)機(jī)理和特征來(lái)命名（如柔性電池、固態(tài)電池）。三元鋰電池，采用的就是以其正極材料來(lái)命名，因?yàn)槠湔龢O材料包含了鎳、鈷、錳/鋁三種金屬元素，因此得名“三元”。需注意的是，鈦酸鋰電池是個(gè)例外，雖然其正極也有三種金屬元素，但其負(fù)極是鈦酸鋰而不是一般的石墨，所以不屬于一般的三元鋰電池。

取一個(gè)瑯瑯上口、易于傳播的好名字非常重要。如果BMW不叫“寶馬”，而叫“巴伐利亞發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠股份有限公司"，估計(jì)在華銷量要減一半。

其正極材料中，鎳主要作用是提升電池的體積能量密度，是提升續(xù)航里程的主要突破口。鈷可以抑制陽(yáng)離子的混排，從而提高起到提升穩(wěn)定性和延長(zhǎng)電池的壽命的作用，此外，其也決定了電池的充放電速度和效率(倍率性能)。錳或鋁的作用在于降低材料成本，并且可以提高電池的安全性和穩(wěn)定性。

圓柱型三元鋰電池。

兩種路線：NCM和NCA

目前，動(dòng)力三元主要分為鎳鈷錳（NCM）和鎳鈷鋁（NCA）兩條技術(shù)路線。

NCM和NCA對(duì)比。圖片：電池中國(guó)

兩條路線上，中日韓企業(yè)有所區(qū)別。中國(guó)企業(yè)以NCM為主（如CATL）、日本企業(yè)主要以NCA為主（如松下），韓國(guó)企業(yè)為NCM（南京LG）+NCA（三星SDI、韓國(guó)LG）

國(guó)內(nèi)新能源汽車主要配套NCM電池，以方形和軟包為主，從早期的鎳鈷錳比例5:2:3逐漸發(fā)展為高鎳體系的8:1:1，成本更低、能量密度更高。以寧德時(shí)代的拳頭產(chǎn)品NCM811為例，電芯能量密度可達(dá)240Wh/kg。

2019年，在動(dòng)力電池領(lǐng)域，寧德時(shí)代的NCM811出貨就達(dá)2GWh，目前已經(jīng)為寶馬X1、蔚來(lái)ES6、小鵬P7、合眾U、廣汽AionS等眾多新車型提供配套裝機(jī)。圖片：寧德時(shí)代官網(wǎng)

相比之下，NCA的性能更加優(yōu)越。松下生產(chǎn)的圓柱型NCA18650、21700主要供應(yīng)特斯拉，系統(tǒng)能量密度最高甚至達(dá)到300Wh/kg。

但是，NCA的安全性問(wèn)題值得考量。NCA在充放電過(guò)程存在嚴(yán)重的產(chǎn)氣，這會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹變形，循環(huán)及擱置壽命下降，電池存在安全隱患，所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作。

三星SDI近日宣布將擴(kuò)建其匈牙利工廠，采用堆疊工藝生產(chǎn)方形NCA電池，取代之前的卷繞方式，以匹配BMW的iNext訂單。圖片：汽車電子設(shè)計(jì)

除此以外，造成國(guó)內(nèi)動(dòng)力NCA發(fā)展緩慢的，一方面是NCA電池的制造工藝要求更高，如生產(chǎn)環(huán)境需控制濕度10%以下，另一方面NCA材料的主要供應(yīng)商為日韓企業(yè)，如住友金屬，國(guó)內(nèi)企業(yè)采購(gòu)的價(jià)格較貴。

目前高鎳體系的NCM811性能上和NCA差距不大，但成本則低不少，綜合來(lái)看性價(jià)比更高。因此，在國(guó)內(nèi)新能源車企想方設(shè)法降低成本的大趨勢(shì)下，價(jià)格永遠(yuǎn)是不可忽視的重要因素。

高端如特斯拉，依然在不斷尋求降本方案。根據(jù)續(xù)航里程變化的推測(cè)，目前國(guó)產(chǎn)化后的后驅(qū)版Model 3的動(dòng)力電池已更換為南京LG的NCM811，而非原本的松下NCA。圖片：特斯拉官網(wǎng)

三元的未來(lái)

相比于磷酸鐵鋰電池，無(wú)論是NCM還是NCA的三元鋰電池都有許多特出的優(yōu)勢(shì)。

電壓平臺(tái)更高，比容量更大。在同等的尺寸條件下，鐵鋰電池能裝10AH的，三元鋰電池通常能裝到15AH以上。這意味著，如果使用能量密度更低的鐵鋰電池，會(huì)占用更多的空間，且嚴(yán)重車身輕量化，長(zhǎng)續(xù)航的乘用車幾乎不可接受。

耐低溫性能更好。低溫條件下（氣溫低于-10℃以下），磷酸鋰電池衰減得非?？欤?jīng)過(guò)不到100次充放電循環(huán)，電池容量將下降到初始容量的20%，對(duì)于在北方使用受限。

三元在低溫性能、過(guò)充過(guò)放性能、能量密度、體積上優(yōu)于磷酸鐵鋰。圖片：汽車動(dòng)力總成

當(dāng)然，三元鋰電池也存在一定短板。

如熱穩(wěn)定性較差，300℃左右就開(kāi)始分解，三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)更加劇烈，會(huì)釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生熱失控。

因此在2016年初，工信部曾禁止新能源客車配套三元電池。

目前發(fā)生的新能源車自燃三元的比例較大。2020年的電動(dòng)汽車百人會(huì)，安全問(wèn)題是其中一個(gè)重要議題。圖片：中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)

為應(yīng)對(duì)三元鋰電池的安全性問(wèn)題，更需要廠商在廠商在過(guò)充保護(hù)（OVP）、過(guò)放保護(hù)（UVP）、過(guò)溫保護(hù)（OTP）、過(guò)流保護(hù)（OCP）上多下功夫。

成本，成本，成本，是另一個(gè)大問(wèn)題。三元鋰電池正極因?yàn)楹匈F金屬，價(jià)格相對(duì)磷酸鐵鋰要高不少。而新能源汽車發(fā)展帶來(lái)的需求激增，鈷的價(jià)格已經(jīng)飆升至36萬(wàn)元/噸（3月5日價(jià)）。因此，三元鋰電池的一個(gè)重要革新方向，就是不斷升鎳降鈷，鎳鈷錳比例從532到622再到811，甚至再到將來(lái)的“無(wú)鈷”。

去年7月，長(zhǎng)城汽車旗下蜂巢能源首發(fā)全球首款無(wú)鈷電池，宣傳再將2020年三季度可量產(chǎn)。

從2020年工信部新能源汽車推薦目錄來(lái)看，配套三元電池的新能源汽車仍占多數(shù)。而隨著如CTP技術(shù)的應(yīng)用、低鈷技術(shù)的發(fā)展、NCA價(jià)格下降，成本降低、性能提升的三元鋰電池在市場(chǎng)更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。相信在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，三元鋰電池仍是新能源乘用車的主流選擇。

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