鉅大LARGE | 點擊量：1038次 | 2021年04月07日
動力鋰電池正極材料之爭，三元材料該何去何去？
其實，有關商用車企呼吁取消使用三元材料動力鋰電池一事，筆者早已耳聞。此前，有關單位公布就曾公布《有關對暫緩在商用車上使用三元材料動力鋰離子電池建議的函征求公司意見的通知》(簡稱通知)，通知里建議工信部暫緩在純電動商用車上使用三元材料動力鋰離子電池。只不過，剛接到消息沒幾天，車企們就已經迫不及待來京商討具體事宜了。
而在一月23-二十四日舉辦的我國電動汽車百人會論壇(2016)上，工業和信息化部裝備司司長張相木表示，工信部將組織開展對三元鋰離子電池的風險評估，在評估完成前，暫停三元鋰離子電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄。
三元材料電池為何躺槍？
有關三元材料電池的信息，我們聽聞最多的就是三元聚合物鋰離子電池（簡稱：三元鋰離子電池）。筆者記得，在純電動汽車市場當中，最早只有特斯拉等國外少數車企使用三元鋰離子電池。而三元鋰離子電池真正的黃金期則是在2015年二月，當時科技部公布了《國家重點研發計劃新能源汽車重點專項執行方法》，方法中明確要求2015年底轎車動力鋰電池能量密度要達到200Wh/kg。（三元動力鋰電池的功率密度為190wh/kg，磷酸鐵鋰離子電池的功率密度為120wh/kg。）這使得，眾多車企將目光紛紛轉向三元鋰離子電池。
據了解，目前包括北汽、江淮、吉利、南京金龍等大部分國內自主品牌都已經推出采用三元鋰離子電池的新能源車型。更加有行業研究機構預測，到2017年，三元鋰離子電池市場占比將達到50%。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
然而，就是這樣一個備受有關的電池寵兒，一些車企卻并不為此買賬。他們認為，三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰動力鋰離子電池相比，在安全性上存在較大的風險，三元鋰離子電池中的重要材料--鎳鈷鋁的高溫結構不穩定，高溫時安全性較差，容易造成危險。尤其應用在商用車(重要是商用客車)方面，由于乘客較多，一旦發生事故，后果將非常嚴重。于是，就有相關人士向工信部建議暫緩在電動商用車上使用三元材料動力鋰離子電池。
專家觀點眾說紛紜
純電動商用車是否真的要取消使用三元鋰離子電池？對此，一些專家也推出自己的看法。蘇州宇量電池有限公司董事長、知名電池專家毛煥宇博士在接受媒體采訪時就曾表示，堅決反對有關暫緩三元鋰離子電池在商用車上的使用一事。
他認為即便是磷酸鐵鋰離子電池，也曾出現安全事故，例如：在2015年四月，五洲龍電動商用車（大巴）在充電時，車身開始燃燒，所幸沒造成人員傷亡。當時使用的電池就是沃特瑪磷酸鐵鋰，而起火原因則是因為充電過充，造成磷酸鐵鋰離子電池燃燒。
隨著科技的不斷進步，三元鋰離子電池的安全性在不斷有所提升。目前，國內三元電池成組后的安全性已經比比磷酸鐵鋰離子電池成組的效果更好。
三元鋰離子電池的重量較輕，更適用于在車輛上的使用。
而我國工程院院士陳立泉卻認為，磷酸鐵鋰的量產成熟度要比三元材料、多元復合材料更高。假如從材料層面上來講，磷酸鐵鋰是要比三元材料、多元復合材料具有更高的安全性。不過，不可否認的是，三元材料電池在能量密度方面要比磷酸鐵鋰更具有優勢。
此外，我國電動汽車百人會執行副理事長、清華大學教授歐陽明高也曾對純電動商用電池表示擔憂，純電動商用車（尤其是12米大客車）一旦出現安全事故，車上的人如何逃生呢？所以他認為，假如想引入三元電池到客車上，一定要慎之又慎！磷酸鐵鋰離子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、鐵存在于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（170mAh/g）、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離子電池來說，磷酸鐵鋰離子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、不含任何重金屬和稀有金屬（原材料成本低）、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
缺點：磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導致鋰離子電池的能量密度較低；材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差；產品一致性差；知識產權問題。
三元聚合物鋰離子電池：
正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）三元正極材料的鋰離子電池。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鋰電池。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。
優點：三元鋰離子電池能量密度高，循環性能好于正常鈷酸鋰。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離子電池水平。
缺點：三元材料動力鋰離子電池重要有鎳鈷鋁酸鋰離子電池、鎳鈷錳酸鋰離子電池等，由于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。
關于磷酸鐵鋰與三元鋰離子電池而言，其實它們都各有春秋，孰優孰劣暫時還無法分辨。無論最終三元鋰離子電池是否退出純電動商用車舞臺，它依舊是當前最受寵的電池材料，其實，從車企角度而言，只有適合自己的，才是最好的！談到三元鋰離子電池的發展以及在國內外電動汽車領域的應用，就不得不提世界各國對汽車蓄電池技術發展規劃，我們可以看到在日本，它的規劃是到2020年，能量型動力鋰離子電池的單體能量密度達到250瓦時每千克，我國也明確提出了電池模塊的能量密度要求達到150瓦時每千克。大家對能量密度非常明確的表述，就形成了一種趨勢，這種趨勢在上午其魯教授的演講中也反復地提到了大家對電池能量密度的重要性。
