深析磷酸铁锂与三元材料的市场之争

2017年新能源汽车补贴政策开始退坡，但依然阻挡不住锂电公司的扩产脚步。动力锂电池作为新能源汽车的动力之源，与续航、安全、充放电、市场等一切使用都有着紧密的联系。

在动力锂电池中，现在应用到新能源汽车的重要是磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池，二者之间最大的差别就在于能量密度和安全性，能量密度的大小关乎到汽车的续航能力，而安全性重要体现在材料在高温下会发生分解，这两点都是消费者选购新能源汽车时最关注的问题，也是目前业内对这两种电池争议最多的地方。

能量密度比较

磷酸铁锂离子电池的能量密度远不及三元锂离子电池，但其安全性普遍被认为要好于三元锂。先说说能量密度，目前，新能源汽车的补贴标准视电池系统的能量密度而定，其具体政策就是，当电池系统能量密度超过120Wh/kg，就可以享受1.1倍的补贴，介于90Wh/kg和120Wh/kg之间只能享受1倍补贴。

据了解,目前市面上的磷酸铁锂离子电池经过改进要达到90Wh/kg的难度不大，但要做到120Wh/kg的公司寥寥无几。比亚迪一直专注于磷酸铁锂离子电池电池，在这块的技术上处于国内领先水平，此前有传闻比亚迪研发出高能量密度的磷酸铁锂离子电池，能力密度可以达到150Wh/kg，这个水平与三元锂离子电池几乎相当。传闻是否属实先暂不讨论，但作为行业龙头的比亚迪尚且只能做到这样的水平，就可以看出使用磷酸铁锂离子电池要想拿到1.1倍补贴的难度不小，但这个难题关于三元锂离子电池来说却是轻而易举就能达到。

另外从几家动力锂电池2017年的产量规划可以看出，关于三元锂离子电池的产量扩张也尤其明显，就连比亚迪这样过往一根筋钟爱磷酸铁锂离子电池的公司，在2017年都维持磷酸铁锂产量不变，转头扩张三元锂离子电池。

安全性比较

除了在供给端三元锂离子电池有所扩产之外，在需求端也一并放大。刚刚说到的能量密度要求是三元锂离子电池的需求端放大的一个动力，另一个则来自于三元锂离子电池在2017年将正式解禁客车使用。这里就涉及到三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池优劣性上的第二个争议点—“安全性”。

三元锂离子电池由于在200度左右会发生分解(磷酸铁锂则要温度高达700度)，并且分解后会出现更加剧烈的化学反应，因此在汽车碰撞时更容易着火，这也是三元锂离子电池普遍被认为不安全的地方，正是因为这个原因三元锂离子电池此前被暂停使用在客车上。

然而，安全性的好坏其实更取决于整个动力锂电池系统，尤其是电池管理系统(BMS)，合格的BMS都可以在发生意外时切断电源防止着火，并不能仅因为三元锂材料容易热解就认为三元锂离子电池不安全。随着三元锂离子电池安全性重新被评估，客车将解禁三元锂离子电池，这无疑又释放了很大一块市场。

温度影响

我国幅员辽阔，气候复杂，从最北端的东北三省到最南端的海南诸岛温度变化非常丰富。以北京为例，作为电动汽车的主力市场，北京夏季最高温度在40℃左右，而冬季则基本保持在零下16℃左右，甚至更低。这样的温度区间显然适合低温性能更佳的三元锂离子电池。而重视耐高温性能的磷酸铁锂离子电池在北京的冬季会显得有些乏力。更何况，三元锂离子电池耐高温方面与磷酸铁锂相比，差距并不大。

从上图中能够看出，以25℃为基准常温，两类电池在55℃高温下放电与常温25℃下放电，放电容量几乎没有差别。但在零下20℃时，三元锂离子电池与磷酸铁锂离子电池相比有比较明显的优势。

充电效率比较

除了续航之外，充电也是电动汽车在实际使用中的重要环节，而三元锂离子电池在充电效率方面较磷酸铁锂离子电池有着非常大的优势。

我们了解到，目前市面上较为常见的充电方式为恒流恒压式充电。一般在充电开始时先采用恒流充电，此时的电流较大，充电效率相对更高。而在电压达到一定数值之后，降低电流改为恒压充电，这样可以让电池充的比较满一些。

从表中可以看出，三元锂离子电池与磷酸铁锂离子电池在10C以下充电时，恒流比无明显差距，10C以上倍率充电时，磷酸铁锂离子电池恒流比例迅速降低，充电效率迅速降低。

结论：磷酸铁锂与三元的市场之争，至目前虽然还没有一个明确的定论，并且电池技术日新月异，不久的将来迎来革命性的变化也在意料之中，但笔者认为，技术已经成熟的三元电池，凭借其能量密度高且仍有较大提升空间、不逊色的安全性、耐低温、高充电效率等特性，将会在新的市场中站稳脚跟。