三元电池和磷酸铁锂电池 到底有什么区别？

随着电动汽车的普及，动力电池越来越受到人们的关注。动力电池担负着电动汽车续航里程的重任，同时要经受驾驶安全的重重考验，可谓责任重大。经过多年发展，三元锂电池和磷酸铁锂电池成为了两大主流技术方向，得到更广泛的推广应用。这两种电池有什么区别呢？

首先看正极材料。三元锂电池和磷酸铁锂电池，其重要的区别之一是正极材料的不同。磷酸铁锂电池，指的就是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的重要特点是不含贵重金属元素，比如钴元素。

磷酸铁锂电池最重要的特点是它的磷、铁元素广泛存在于地球资源中；磷酸铁锂电池化学混合物的混合方法也更简单，这使得磷酸铁锂电池的成本相对要低廉得多。目前，磷酸铁锂电池的制造成本比三元电池低约10-15%左右。

三元锂电池，其全称为"正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池"，其中三元指的是包含镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）或铝（Al）三种金属元素的聚合物，在三元锂电池中做正极；锂指的是电解质主要为六氟磷酸锂的电解液，而负极材料一般为石墨。这种电池也被简称为NCM电池（镍钴锰酸锂电池）或NCA电池（镍钴铝酸锂电池）。

中国市场普遍采用的三元电池绝大部分为NCM电池。在NCM电池中，按照NCM三种材料含量的不同，可分为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，其中后面的数字分别代表NCM材料的比例。

三元电池包含的镍、钴等材料，其在地球上的蕴藏量要比磷、铁材料少得多，并且三元锂电池电解液的合成方法也大不相同，这造成了它更高的成本。

三元锂电池中，钴材料最为稀缺，全球已探明的钴储量仅约720万吨，其中有近一半位于非洲国家刚果（金），中国仅有约8万吨，并且中国钴矿的品位较低。随着中国大力推广三元锂电池汽车，钴的价格水涨船高，渐渐成为了电池制造中的一大成本。

在性能方面，磷酸铁锂和三元锂电池存在较大的差别，这也是许多新能源汽车纷纷选择三元锂电池的原因。

磷酸铁锂电池的振实密度与压实密度很低，导致它的能量密度较低，低温性能较差，即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题，这是磷酸铁锂电池难以修复的天然缺陷，其能量密度提升的空间很小。

目前市场上搭载磷酸铁锂电池的车型，尽管其系统能量密度已经较早期大有提升，能达到150Wh/kg左右，但依旧只能满足约400km左右的出行（如果算上低温衰减，还达不到这一门槛，多数在300km以内），相当于早期三元锂电池的水平。无法较大幅度提高单体能量密度，是磷酸铁锂电池的天然的缺陷。

相比传统铁锂电池，三元锂电池能量密度大、电压更高，所以同样重量的电池组电池容量更大，车子跑的距离也就更远，速度也能更快。早在2017年，工信部发布的《汽车产业中长期发展规划》中，一度明确要求到2020年动力电池单体能量密度要达到300Wh/kg，到2025年达到350Wh/kg，磷酸铁锂电池显然达不到这一要求，这就是导致主机厂们纷纷选择三元锂电池的主要原因。

在低温情况下，三元锂电池也有绝对的优势。在相同低温条件下，三元锂电池冬季衰减不到15%，明显高于磷酸铁锂电池衰减高达30%以上。三元锂电池低温使用下限值为零下30度，相比磷酸铁锂电池低温下限值零下20度更有优势。

不过磷酸铁锂电池也有它的性能优势。磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500度以上，三元锂电池则低于300度，一些高镍电池热失控温度甚至低于200度，相比之下磷酸铁锂电池在汽车高速行驶及快速充电过程中自燃风险较低。

另外，磷酸铁锂电池的循环寿命更长，因为磷酸铁锂电池充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减，也就是说其使用寿命可长达十年左右，但三元锂电池充放电循环次数则仅为2000次，意味着其使用寿命仅为6年。

综上所述，三元锂和磷酸铁锂两种电池并没有绝对好坏，而是各有千秋。

在实际使用中，磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，价格便宜，循环性能更好的优势。原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。

三元锂电池在储能密度上有绝对的优势，这能够满足消费者对电动汽车长续航的重要需求。在制造成本上，三元锂电池的成本也在逐步下降。未来，随着主机厂电池管理系统的进一步迭代和优化，三元锂电池的热管理问题也将得到更好的解决。可以预见，就长续航电动汽车来说，三元锂电池依然占优。