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2019年03月28日 | 铁电池、三元锂、NCM都是啥？续谈电动汽车所青睐的那些锂电池
2019-03-28 来源：电动知士
上一篇，我们讲了锂离子电池的身世
相信挺多朋友已经对它有所了解啦
不过呢，锂离子电池也是有很多种类的
比如说上一篇提起的“三元锂”和“磷酸铁锂”
都属于锂离子电池
那么他们之间有什么异同呢？
人们常说的“NCM”又是什么呢？
今儿咱们就继续来了解（上课）吧~
想补课的同学可以戳这里：三元锂、磷酸铁锂，电动汽车“小心肝”锂电池的身世了解一下？
上回说到
索尼大法为了实现锂电池的应用
发明了锂离子电池
那时候的锂离子电池是这样子滴
负极是石墨，正极是钴酸锂
中间是可供离子穿过且不导电的隔膜
那么为什么要采用石墨和钴酸锂呢？
之前说过
为了防止锂的“蛮横生长”导致自爆
只是让高比容量的锂作为活动的离子
“野蛮生长”的锂
锂离子就像一个小汽车一样
往返于正负极之间
那么既然是“小汽车”
就得有能停车的地方吧
所以人们就得给锂离子准备“停车楼”
也就是一层一层、拥有空隙的材料
就像下图这样
没错
石墨和钴酸锂就是一种拥有层状结构的材料
锂离子可以方便地“停”在层层叠叠的缝隙中
所以人们就决定用它们做电池的电极啦
这就是我们最最常见的钴酸锂电池
钴酸锂电池其实挺好的
结构稳定、比容量、综合性能突出
虽然安全性差了点
（还记得曾经的三星Note7吗）
但是也发生不了什么大问题
于是电池厂们就疯狂生产
像笔记本电脑啊、手机、平板电脑用的多是它
但是电动汽车一入局就了不得了
由于对电容量需求很大
一辆电动车所需要的锂电池
堪比成千上万部手机
成千上万的比例啊！
造一万辆电动汽车，可能需要上亿颗电池
一百万辆那就是近百亿颗电池！！
这就导致了一个大问题
原料涨价
钴是一种比较稀有的有色金属
在钴酸锂电池中的占比很大
全球已探明储量只有几百万吨
而且有小半被刚果(金)把持
电动汽车对锂离子电池的需求
直接带动了钴价的飞涨
（去年的价格是35万元一吨）
不仅如此
成千上万个钴酸锂电池堆在一起
它的安全问题也就被放大了
汽车跟手机不一样，炸了就是大事故
所以人们就开始寻求新的正极材料
磷酸铁锂电池、锰酸锂电池就这样诞生了
磷酸铁锂电池和锰酸锂电池解决了钴酸锂电池的安全问题
同时因为不含钴，成本也大大的降低了
所以这两种电池就开始用于电动汽车充当动力电池
不过锰酸锂电池的寿命不太好
所以磷酸铁锂电池就脱颖而出了
前几年的电动汽车用的多是它
也就是我们常说的“铁电池”
在很长的一段时间里
铁电池都是我国动力电池发展的主流方向
但是随着电动汽车的进步
人们逐渐发现铁电池有点不太够用了
它虽然成本低
但是造出来的电池能量密度也有点低
能量密度上不去，电动汽车想要提高续航
就只能单纯地增加数量
这样一来，不仅成本增加了
车也变得更重、效率也更低
没办法，人们只好再把钴酸锂电池给请回来
既然钴很贵，那就少用点钴用别的材料替代嘛
于是镍钴锰酸锂电池又诞生了
镍钴锰酸锂电池就是咱们所说的NCM电池
镍(Ni)钴(Co)锰(Mn)三种材料嘛，取首字母就是了
也是三元电池的一种
以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴
NCM电池优势很明显
成本低、能量密度高、足够安全
所以马上就成了电动汽车们的“新欢”
而且呢，NCM电池中的三种正极材料的比例是可以调整的
就比如曾经国内主要生产的NCM电池
镍钴锰比例多为5:2:3，这就是NCM523电池
钴只占了五分之一，但是钴价长得太快，厂商还想进一步降低成本
于是就调整了镍钴锰的比例为8:1:1，NCM811电池就出现了
NCM811与NCM523相比，首先是材料成本低
毕竟巨贵的钴含量少了嘛
然后就是能量密度进一步提高
于是，NCM811电池就成了现在动力电池发展的主流方向
像前几天宝马刚刚发布的新一代 X1 PHEV
纯电续航里程高达110公里
正是因为采用了宁德时代的NCM811电池
看到这里
相信你已经对铁电池和三元锂电池有一定了解啦
以后我们还会推出更多实用有趣干货多的内容
还请大家继续关注电动知士哟~
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