城市之窗｜电池科技革命，特拉斯即将引领“三元锂”市场应用

2020年，由于疫情大家对环境友好的新能源汽车更加关注，特斯拉的2020也是春风得意，仅仅凭借特斯拉Model 3一款车型，连续多个月销量破万，稳居国内纯电动车市场销量冠军。 虽然此前召回的“甩锅”言论让大家很不爽，但是对于特斯拉还是爱的。

日前，工信部发布《道路机动车辆生产企业及产品公告》（第338批）的车辆新产品公示清单显示，国产特斯拉Model Y已完成工信部申报，电池类型为三元锂离子电池。特斯拉官网显示，Model Y预计最快2021年开始生产，目前官网售价为48.8万元。

那么问题来了，特斯拉为什么要换三元锂离子电池，三元锂离子电池真的安全吗？

在我的印象中，新能源汽车多使用寿命长，安全系数高的磷酸铁锂电池，但随着技术的进步，体积小，能量密度高的三元锂离子电池爆发出更大的潜质，逐渐成为新能源汽车的主流。那么二者相比，各自有什么优缺点呢，让我们一起来扒一扒。

三元锂电池

1、能量密度高

车用三元锂电池与我们电子产品中的三元锂电池并无本质上的区别，由于电池正极含有镍钴锰三种元素，又被称为三元锂电池。由于在电池中按照一定比例添加了镍钴锰三种元素，所以此类电池的能量密度高，快充效率好。

2、热稳定性稍差

三元锂电池由于内部的化学元素活跃，导致其热稳定性较差，在250℃-300℃的高温下便容易发生强烈的化学反应，甚至产生爆燃。所以，要想实现较高的安全性，便需要投入很高的成本。

3、成本高

钴作为锂电池中保障电池稳定不可或缺的元素，其价格非常昂贵。目前，钴元素的市场价格在28万元/吨左右，而据统计，一辆特斯拉Model 3大约需要消耗掉7公斤的钴。除此之外，镍元素作为提高电池能量密度的关键元素，而其价格同样达到11万元/吨左右。

4、 循环寿命稍差

理论上来讲，三元锂电池寿命是2000次充放电循环，如果一天一充，能维持5年多。但实际上如果进行1000次充放电循环，三元锂电池已经衰减了一半左右，也就是说充满电只能跑原来里程的一半。所以如何避免这种情况呢？随用随充，浅充浅放，不要把电耗尽才去充电。另外，优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池衰减。

5、低温放电性能好

三元电池低温温度使用下限值-30°C，低温放电性能好，和磷酸铁锂电池相比相同低温条件下，冬季时里程衰减不到15%，明显高于磷酸铁锂电池。

磷酸铁锂电池

1、热稳定性强

磷酸铁锂电池，其内部的正极材料电化学性质比较稳定，在超过600℃的温度时才会发生分解。在电池充放电的过程中，电池结构不会发生变化，不会燃烧爆炸，并且在短路、过充、挤压、针刺等特殊条件下仍然十分安全。这也就意味着电池企业可以在电池安全方面投入较小的成本就能达到较高的安全水平。

2、循环寿命长

磷酸铁锂电池的循环寿命较长，可以达到2000次以上。据某参考试验数据显示，磷酸铁锂电池循环5000次剩余容量达到84%。

3、成本低

由于磷酸铁锂电池内部基本不含有任何贵重金属与稀有金属，其造价明显低于三元锂电池，并且其无毒、无污染的结构对环境也是十分友好的。

4、能量密度小

磷酸铁锂电池最大的缺点就是电池的能量密度不高。随着近些年的发展，一些龙头企业通过优化电池内部空间结构，进一步缩小了其与三元锂电池之间的差距，但由于技术限制始终无法达到可与锂电池媲美的水平。

5、 低温性能差

磷酸铁锂安全性高，但是低温性能是最差的，温度使用下限值-20°C，在不同的低温环境下容量保持率不一样，在0°C 时的容量保持率约60～70%，-10°C时为40～55%，-20°C时为20～40%。这一点将会严重影响寒冷地区的用户用车。

总之，相较于磷酸铁锂，三元锂离子电池体积更小、能力密度更高、耐低温、循环性能也更好，因此成为新能源汽车领域的主流。但是缺点是热稳定性较差，在250-300℃高温就会产生分解，并且三元锂材料的化学反应尤其强烈，一旦释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，随即发生爆燃现象。

之前的广汽新能源Aion S汽车在无充电的情况下突然着火，搭载的就是811电池，这让Aion S的电池能量密度达到了180Wh/kg。目前，在新能源动力车型市场中占主流地位的型号是622型，没有811电池那么激进，因此安全性方面的表现也更加可靠。

不过，为了抑制此类事故，各厂家也花费了很大功夫，在电池管理系统以及散热系统中加入过充保护、过放保护、过温保护、过流保护这些环节，实时监测电池状态，提高三元锂电池安全性。相信未来随着动力电池新技术的不断推陈出新，电动汽车在安全和续航表现方面也将进入一个全新时代。