2020年04月20日 | 深度：高性能三元锂电池向左与高安全性铁电池向右

近日，吉利新能源将发布NEDC续航里程400公里和520公里的最新款几何C型电动汽车；此前，上汽新能源也发布了NEDC续航里程605公里的ei6型电动汽车相关信息；更早些时候，广汽新能源量产了NEDC续航里程650公里的Aion LX型电动汽车。再加上，海马小鹏推出的NEDC续航里程突破700公里的P7型电动汽车，将在6月上市NEDC续航里程520公里的比亚迪汉EV型电动汽车。这些主流本土品牌（除海马小鹏之外）在2020年上市的电动汽车的续航里程都达到了500-600公里水平，甚至是700公里级别。

新能源情报分析网对以上提及的2020年已量产和即将上市的多款EV车型重要参数进行了相关归纳：

1、上汽新能源EI6、广汽新能源AION LX、吉利新能源几何C和海马小鹏P7，都采用宁德时代提供的811高镍三元锂电池系统。

2、上汽新能源EI6（未知）、广汽新能源AION LX（装载电量93度电）的NEDC续航里程分别为605公里级和650公里。

3、海马小鹏P7（转载电量88.25度电）的NEDC续航里程为706公里。

4、上海特斯拉Model 3采用由宁德时代提供的磷酸铁锂电池，装载电量和续航里程未知。

5、比亚迪汉EV采用自行研发和量产的刀片电池系统（磷酸铁锂电芯），装载电量未知、NEDC续航里程605公里。

6、大量优质整车厂商选择的宁德时代作为动力电池供应商、比亚迪依旧选择自研的动力电池系统且从三元锂向磷酸铁锂回归。

7、无论三元锂电池还是磷酸铁锂电池，都在通过电极配比、电解液和封装技术进行提升，获得更高的比能量和安全性。

鉴于以上提及的这几款颇具代表性EV车系续航里程普遍处于500-700公里、售价区间分布在20-30-40万元，完全可以看作2020年主流EV车型标杆代表。

然而从2011年-2020年，中国新能源市场EV车型销量、动力电池类型、比能量、装载电量以及售价的变化，进行更深层次的数据比对并可尝试进行更前瞻的发展预判：

1、以2014年为分界点（中国正式全力发展新能源全产业的年份），之前没有国家和地方性政策优惠与财政补贴发展缓慢。装载的动力电池以磷酸铁锂电芯为主，系统比能量达到80-100Wh/kg。

2、以2014年为分界点（中国正式全力发展新能源全产业的年份），之后国家和地方性优惠政策与财政补贴出台刺激发展。装载动力电池从磷酸铁锂向三元锂迈入，系统比能量达到120-180Wh/kg。

至2020年，适配磷酸铁锂电池的新能源多以商用车和特种车为主；适配三元锂电池的新能源集中在乘用车。而2020年6月即将上市的比亚迪汉EV和没有确定上市时间的上海特斯拉Model 3，都采用密度大幅提升的磷酸铁锂电池系统。

这就出现了以高性能为侧重点的三元锂电池向左；以高安全性为侧重点的磷酸铁锂电池向右的局面。而搭载这两种完全不同属性的动力电池的整车，也就具备先天的性能与安全不同倾向的属性。

但是，高性能与高安全并不是绝对的而是相对的：

宁德时代向诸多整车厂提供的811高镍动力电池系统同时，还推出采用523低镍三元锂电芯、体积密度更高的CTP电池系统。比亚迪自研且自用的622三元锂电池系统同时，还推出采用长度达到甚至超过2米的超级磷酸铁锂电芯+无模组封装技术的刀片电池系统。

无论宁德时代还是比亚迪，都在力推的CTP电池系统和刀片电池系统上进行了性能、安全和成本方面进行持续不断的“紧平衡”。在符合己方惯有的商务政策、技术路线并持续保持对竞品的战略优势前提下，拿出合理的解决方案。

现在看来，宁德时代的CTP电池系统的安全属性起码不会低于811高镍电池系统，但是总体比能量（包括系统密度和体积密度）有所提升，有助于整车续航里程的增加。比亚迪的刀片电池系统的安全属性将继续优于三元锂电池系统，且总体比能量（包括系统密度和体积密度）与此前磷酸铁锂电池系统明显增加，有助于整车续航里程的提升。

不过，动力电池的性能与安全性只是整车属性的一部分。无论装配宁德时代的诸多品牌车型，还是比亚迪自行量产的车型，动力电池的表现只是一方面，还要将整车和诸多分系统控制能力和至关重要的动力电池热管理策略的成熟度综合考量。

电极、电解液和封装技术决定了电芯单体及动力电池总成的性能和安全性。对于三元锂类电池系统在进行针刺实验过程中发生起火和爆炸的温度临界点远低于磷酸铁锂电池。

然而，在实际用车环境中只有车辆发证巨大碰撞并导致动力电池总成变形或破裂时，有可能造成类似于针刺试验的效果。诸如前段时间在台湾省发生的搭载松下提供的21700型镍钴铝三元锂电芯构成的动力电池系统的特斯拉Model 3在发生碰撞事故时，电池总成破损引发爆炸并将驾驶员烧成焦炭。

这种激烈碰撞引发的燃烧和爆炸事故毕竟属于极小概率，更多起火和燃烧事故的根源在充电过程中的“过充与过放”引发的动力电池热失控。

2019年，因频繁的起火事件，特斯拉宣布，出于谨慎，将针对Model S和Model X推出无线软件更新，以调整电池充电和热管理系统的设置，从而进一步保护电池并延长电池使用寿命。

2019年，连续发生4宗燃烧起火事故后，蔚来《发布关于加强充电安全的临时措施》，暂时将充电量限制在90%。同时对于非联网状态下的充电，或者在使用第三方充电桩时，除确有必要，蔚来也建议车主在日常使用中按90%电量以下进行充电。

由此可见，动力电池电芯及总成的硬件层面的性能与安全设定，必须要在整车层面的强大的管控能力下才可以发挥出最合理的效能。

笔者有话说：

无论三元锂电池还是磷酸铁锂电池，再发过程中都有着不可避免的交集与背离，为的都是在适合的时间，推出合适的电池技术解决方案，为适当的车型提供可大规模量产的支持。

在电极、电解液和封装技术方面之间的矛盾以‘紧平衡’的模式提升过程中，宁德时代采用无模组化的封装技术+低能量密度的三元锂电芯（较811密度较低的523）达到了总体密度与安全性提升的目的；比亚迪采用刀片电池系统（无模组封装技术+大单体磷酸铁锂电芯+引入陶瓷配方的电极）达到总体密度与安全性提升的目的。

决定性能与安全的关键点，并不是封装工艺，而是电极和电解液。电极的配方决定电离子传输效率；电解液的配方决定活性与安全。最终，在固态电池系统大规模量产前，诸多电池厂商要在电极、电解液和封装技术以及整车厂商要在车型平台、电驱动技术和控制策略上进行各种“紧平衡”的谨慎发展。

不过如何，宁德时代的811电池和CTP电池将为更多不同实力的整车厂提供不同技术难度的动力电池解决方案；比亚迪的刀片电池将成为吸引技术实力强大本土车厂及丰田与大众类合资车厂采用的动力电池解决方案。

表现看，高性能三元锂电池向左与高安全性铁电池向右，决定了转载车辆的性能与安全区别。实际上，不同类型电池只是提供最基础的性能支持。整车层面的性能与安全性，还要依托产销量庞大、经验丰富技术储备深厚的车厂整体实力。