由於正極材料占鋰電池成本逾五成以上，而從鋰電池的正極材料來看，大致上分成三大類：
鈷酸鋰、
磷酸鋰鐵 與
三元材料；
三元指的是「鎳鈷錳」或「鎳鈷鋁」三種金屬元素聚合物。
依照調配比例的不同而來，能量密度高、循環性能好是三元電池最大優勢，近幾年更成為電動車電池的主流。
觀察目前全球電動車動力電池主要供應商，以中國寧德時代、韓國LG Chem和日本廠商松下為主。
雖然三元電池在能量密度、電壓強度和續航里程上，相比磷酸鋰鐵電池都更勝一籌，但鈷礦的取得長年以來一直存有道德問題，據了解，非洲剛果民主共和國的鈷產量占全球七○％，但許多當地礦廠卻雇用童工採礦引發爭議。
而且三元電池當中的鎳、鈷原料在高溫結構不穩定，導致在高溫環境下容易爆炸，因此電動車產業需耗資數十億美元針對電池安全性做強化。
再者，上游原材料鈷、鎳等價格近年持續走高，也對電動車商原料取得和生產成本產生壓力，更不利於電動車普及化。
兩種電池各有優劣，前者三元電池能量密度更高，單位體積和重量條件下可以儲存更多電能，讓電動汽車的續航更持久。
並且其化學性能更活潑，在北方低溫狀態下表現也越好，缺點就是相對不安全，磕碰後容易造成電池短路甚至起火。
後者磷酸鋰鐵電池能量密度較低，對低溫的耐受度相對較差，寒冷地區冬天可能會出現續航減半甚至更低的情況，優點就是相對安全，同樣程度的撞擊，短路起火的概率會大大降低。
追求更長續航or追求更高安全？
從個人角度而言，三元鋰電池的性能更優，成本也更高，因此更多人會選擇三元鋰電池。
一般市場上中高端的電動車也會選擇三元鋰電池，而中低端車型會選擇磷酸鐵鋰電池，參考特斯拉Model S/X（三元鋰電池）與Model 3（混合搭載，磷酸鐵鋰趨於主流）。
不過今年5月份動力電池的生產數據所展示出的趨勢卻透露瞭不同信息，兩者1-5月的累計產量已經趨於持平，且三元鋰電池的增速大幅落後於磷酸鐵鋰，這也是磷酸鐵鋰電池最近三年來從產量上首次超越三元鋰電池。
一般來說磷酸鐵鋰電池的缺點-能量密度低，低溫性能較差，這些問題近年已通過技術升級不斷被優化，因此開始被電動車大廠所採用。
磷酸鐵鋰電池VS三元鋰電池各自的優缺點。
磷酸鐵鋰電池：是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池其特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷，鐵存在於地球的資源含量豐富，不會有供料問題。
其工作電壓適中（3.2V），單位重量下電容量大（為170mAh / g）的高放電功率，可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高。
優點
相比目前市面上較為常見的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優點：
更高的安全性，
更長的使用壽命，
原材料成本低(不含任何重金屬和稀有金屬)，
支持快速充電，
工作溫度範圍廣。
缺點
磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如
鋰離子電池的能量密度較低(振實密度與壓實密度很低)，
材料的製備成本與電池的製造成本較高，
電池成品率低，一致性差;
產品一致性差;
知識產權問題。
三元聚合物鋰電池：
正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（鋰（的NiMn）O2）三元正極材料的鋰電池，三元複合正極材料前驅體產品，是以鎳鹽，鈷鹽，錳鹽為原料，裡面鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整。
據清華大學歐陽明高解釋：所謂的“三元”材料，指的是正極是三元，負極是石墨的通常說法中的“三元動力電池”。
而在實際研發應用中，還有一種正極是三元，負極是鈦酸鋰的，通常被稱為“鈦酸鋰”，其性能比較安全，壽命比較長，不屬於普通所說的“三元材料。”
三元鋰電池能量密度更大，但安全性經常受到懷疑。
之所以會有這樣的原因是即便這兩種材料都會在到達一定溫度時發生分解，三元鋰材料會在更低的200度左右發生分解，而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。
並且三元鋰材料的化學反映更加劇烈，會釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發生連鎖反應。
說簡單點，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。
不過需要注意的是，我們提到的是材料，而不是已經成為成品的電池。
優點
三元鋰電池能量密度高，循環性能好於正常鈷酸鋰。
目前，隨著配方的不斷改進和結構完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經達到或超過鈷酸鋰電池水平。
對比之下，三元聚合物鋰電池的確有著更優於磷酸鐵鋰電池的特質，然而為什麼它的發展卻受到了阻礙呢？
缺點
三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池，鎳鈷錳酸鋰電池等，由於鎳鈷鋁的高溫結構不穩定，導致高溫安全性差，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發危險，目前造價較高。
正因為三元鋰材料有這樣的安全隱患，所以廠商也在努力往抑制產生事故的方向走。
根據三元鋰材料容易熱解的特性，廠商在過充保護（OVP），過放保護（UVP ），過溫保護（OTP），過流保護（OCP）這幾個環節上都會下不少的功夫。
所以自燃事件更多是應該考量廠商在這幾個環節的功能是否落實到位，而不是簡單的因噎廢食。
因此沒有必要因為在網上片面地看到三元鋰電池的安全事故消息就裹足不前，材料都是會有危險的，關鍵在於如何牢牢地控制。
以上信息參考網路
因此未來磷酸鋰鐵電池是否會全面取代現有的三元系鋰電池？業者多半表示，「兩種電池各有所長，短期很難說誰可取代誰」。
國內業者康普（4739）指出，動力電池是專門用於電動汽車的電池模組，目前仍占電動車整車成本35%，與車款售價有直接關係，且電池性能直接影響車輛續航能力，加上電池充電效率、是否可受極端環境考驗等，這些都是消費者重要考量因素，對於能量與功率密度要求更高，使動力電池成為車廠重要課題。
目前市場上鋰離子電池主流正極材料可分為
鋰鈷電池（簡稱LCO）、
鋰錳電池（簡稱LMO）、
三元系鋰鈷鎳鋁電池（簡稱NCA）、
三元系鋰鈷鎳錳電池（簡稱NCM）及
磷酸鋰鐵電池（簡稱LFP）。
磷酸鋰鐵電池 適用平價車種
法人分析，三元電池因續航力長、安全性差，因此成本高，適用於高階車款。
至於磷酸鋰鐵電池因續航力短、重量重，但安全性佳、成本低，適用於平價車種，短期內很難有誰取代誰的狀況。
動力電池作為占據電動車整車成本最高的核心零組件，降低動力電池成本將是企業未來競爭的重要策略。
而磷酸鐵鋰電池憑藉性價比優勢，隨著技術的不斷進步，預估至2024年在全球動力電池市場裝機量占比將超過60%。
電池背後巨頭推進
目前，國內乃至全球範圍內，動力電池的主要供應商為寧德時代、比亞迪、LG化學、中航鋰電和國軒高科。
從上述表格中不難看出，寧德時代憑借單月4.28GWh的裝車輛和43.9%的佔比，穩居第一，而比亞迪位居第二，兩傢市佔率合計超過60%的巨頭，其實都是磷酸鐵鋰電池的核心供應商。
這就意味著，在磷酸鐵鋰電池產品的推廣層面，已經形成瞭明顯的頭部效應。
原文網站: 更多文章歡迎至原PO網站瀏覽
原文網站: 更多文章歡迎至原PO網站瀏覽
相關系列文章：
沒有留言:
張貼留言