凯里兴理新能源(刀片电池对比三元锂电池)

  在纯电动车刚刚兴起时，很多车型的动力电池采用的是磷酸铁锂，然而最近几年三元锂电池却后来居上，占据了半壁江山。不过随着比亚迪刀片电池的出现，让大家看到了磷酸铁锂电池的新潜力。

  那么到底是磷酸铁锂电池更好，还是三元锂电池更适合时代？今天我们就来对比一下最近大热的刀片电池和三元锂电池的区别。

  在动力电池界，三元锂和磷酸铁锂是最常用的两种锂离子电池。三元锂电池因为其正极材料中的镍钻铝（NCA）或镍钻锰（NCM）而得名三元，而磷酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂。

  其实关于三元锂电池和磷酸铁锂电池优劣的争论始终没停歇过，但是因为两者拥有各自鲜明的特点，所以一直没有一个很直观的结论出现。

  磷酸铁锂电池采用铁来做电池原料，一来成本低廉，二不含重金属，对环境污染较小，工作电压为3.2V。磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，因此在零电压存放时并不会有泄漏，高温条件下或过充时安全性非常高，可快充，高放电功率，无记忆效应，循环寿命高。磷酸铁锂电池的缺点在于其性能受温度影响大，尤其是低温度的环境下，放电能力和容量均会大幅度降低，另外产品的成品率和一致性也饱受质疑。

  三元锂电池包含了许多不同比例类型的电池。从形状上来区分，可分为软包电池、圆柱电池和方形硬壳电池。其标称电压可达到3.6-3.8V，单位体积内的包含的能量比较高，电压平台高，真实密度高，续航里程长，输出功率较大。由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致三元锂电池的耐热性差，但低温性能优异，不过造价也比较高。

  磷酸铁锂电池和三元锂电池作为目前乘用车动力电池的两大类型，它们拥有各自的优劣势。但刀片电池结构的出现，确实对传统的三元锂电池设计提出了挑战，搭载刀片电池的汉续航里程已超越了600公里，从续航距离上已经和三元锂电池不相上下。

  传统的电池包内部结构由多个电芯（Cell）构成电池模组（Module），通过螺栓固定到带有横梁和纵梁的外壳上，形成电池包（Pack）。这种电芯-电池模组-电池包的集成设计，横梁和纵梁占用了不少的空间，螺栓等附件增加了了重量，限制了电池包总容量和单位体积内的包含的能量的提升。

  不论是特斯拉的三元锂电池，还是比亚迪之前的磷酸铁锂电池，封包设计都大同小异。在这样的结构下，单位体积内的包含的能量更小的磷酸铁锂电池相比三元锂电池自然不占优势。这也是怎么回事近些年三元锂电池成为了主流。

  为了在车身底部空间存在限制的情况下，逐步提升电池包的容量，刀片电池采用了CTP（Cell?To?Pack）设计思路，把电芯以阵列方式直接装到电池包壳体内（省略了把电芯组装成模组这一步）。这种设计能够在保持电池包强度的前提下，省去了横梁、纵梁以及各种螺栓等附件，从而提升了电池包壳体内部的空间利用率，实现电池包总容量和单位体积内的包含的能量的提升。

  于是刀片电池在采用原有电芯类型和技术的前提下较大地提升纯电动车的续航能力。另外，轻薄的长方体电池能带来绝佳的散热效果。

  当刀片电池技术与磷酸铁锂电池技术融合后，磷酸铁锂电池包的体积单位体积内的包含的能量有了明显的提升，从而在续航里程与安全性上实现了更好的平衡。

  从目前刀片电池量产后的情况去看，汉纯电动版的续航能力最长为605km，已经追近了主流采用三元锂离子电池纯电动车650km左右的续航能力，而其更高的安全系数和更好的容量衰减特性让磷酸铁锂电池重新再回到了市场。

  文章开头我们提到，早期的电动汽车大多采用磷酸铁锂电池，不过后来随着补贴政策跟电池单位体积内的包含的能量挂钩，再加上用户对于纯电续驶里程的要求及三元锂离子电池技术的发展等，目前市面上大多数新能源车型搭载的都是三元锂离子电池。

  在纯电续航能力及电池单位体积内的包含的能量成为影响补贴最核心的两项指标的时代，盲目的追逐补贴其实让很多技术并不成熟的产品牺牲了安全性换取更高的单位体积内的包含的能量，各种层出不穷的起火、召回案例就是在为这些乱象买单。

  然而电动市场的发展趋势终归是好的，随着补贴政策的退坡、政策红利逐渐减弱，如今行业对于纯电续航能力及电池单位体积内的包含的能量的追求不再像之前那么狂热。磷酸铁锂更高的安全性、更高的经济性、更好的循环寿命重新开始被更多车企选择。

  虽然补贴退坡，但对于消费者而言，最关键的的仍然是磷酸铁锂电池能获得补贴吗？根据最新的国家补贴政策，车辆的续航能力至少要在300km以上，电池系统的单位体积内的包含的能量不低于125Wh/kg。

  近几年随技术的进步，磷酸铁锂电池的单位体积内的包含的能量有了一定的提升。比亚迪、力神、国轩等电池厂商量产的磷酸铁锂电池电芯单体单位体积内的包含的能量都能达到190Wh/kg，并有望达220Wh/kg。比亚迪的刀片电池单位体积内的包含的能量也达到了140Wh/kg，NEDC标准下续航能力可达605km。

  所以从技术上来讲，达成补贴需要的两项指标并不难。那么这样来看循环寿命长、成本更低的磷酸铁锂电池会占据主要市场吗？

  首先需要肯定的是，刀片电池的表现足够出色，用更低的价格获得相同续航里程、技术性能的产品，用回磷酸铁锂电池并不是坏事，反而是弥补了磷酸铁锂电池的不足，并且拥有更高的安全性。但对于磷酸铁锂市场来说，由于在材料方面的局限，电芯单体的单位体积内的包含的能量难有跨越式发展。毕竟并不是所有车企都有刀片电池这样的CTP电池包技术。

  总的来说，三元锂电池拥有更高的开发潜力，刀片电池作为一种新的封包技术能让磷酸铁锂电池在现阶段达到三元锂电池的水准，并且更安全、成本更低。但在未来三元锂还会是主流的应用技术，比亚迪也坦言三元锂电池为电芯的刀片电池从理论上会有更强的续航能力，只不过做成刀片电池形态，在碰撞方面（尤其是挤压方面）还需要投入更多研究。

  换电池比换新车还要贵，这是大多数花了钱的人新能源汽车的第一认识。之所以有这种“深刻”印象，原因有很多，大抵有4点。

  其一，电池的造价和售价确实很高，而且像新能源汽车这般动力系统占据整车成本如此高比例的车型，也是前所未有的。以三元锂电池为例，从3年前约1200元/kWh以上的价格发展至今，也不过是降到了1050元/kWh左右。尽管动力电池的成本正在不断压缩，但要发展到和燃油车型相当的程度，依旧需要一定的时间。

  其二，电池成本高昂，但整车价格却能够享受国家和地方政府的补贴，无形中降低了动力电池的成本。但由于动力电池本身不享受政策补贴，因此单独更换电池时就会给人一种“天价”的错觉。

  其三，新能源汽车方兴未艾，在售后和维修的闭环比较小，出了问题只能找厂家解决，在缺少其他相关渠道的情况下，利润空间不足，自然价格较高。

  综上所述，我们大家可以知道，新能源汽车的动力电池确实很贵，由于政策补贴和售后维修闭环的缘故，在更换动力电池时，消费者也没有过多的途径和选择空间。加之电池不同于发动机，它存在较为显著的衰减现象，因此让很多人产生了“买车几年后换电池要哭”的想法。但问题是，动力电池的价格，真的贵到了这种程度吗？

  由于不同的车型使用电池的材质和工艺各有不同，加之容量、单位体积内的包含的能量也有差异，因此不同车型之间更换动力电池的价格也必然有所出入。不过我们大家可以大体依据市场均价来推断一下，目前市场上的三元锂电池和磷酸铁锂电池的平均价格，分别为1.08元/Wh和0.5元/Wh。即每度（kWh）1080元、500元。随着电动车续航普遍迈过400km，电池包容量多在50度以上。因此如果是磷酸铁锂电池，价格大体在2~3万元左右，可若使用三元锂电池，一辆电动车仅电池成本就超过5万元。

  目前市场中主流的、可享受国家政策补贴的新能源车型，价格大都集中在15万元以上。以这个整车价格和推断出来的动力电池价格做对比，明显能得出一个结论——换电池的价格并没有“传说中”那么夸张。

  诚然，如果车辆采用的是三元锂电池，其电池成本的确很高，而我们在更换电池时除了需要支付电池本身的价格以外，还需要支付一定的人工费，而这笔费用在目前的市场上大致为1万元左右。这也就从另一方面代表着，一辆续航在400km以上的新能源车型，其如果采用三元锂电池，更换电池的价格很可能在6万元以上。

  从上述的推断出发，更换电池的价格很可能占据整车价格的三分之一左右，如果是一辆本身售价不过10万辆的“新能源代步车”，这个占比还要上升到三分之二的程度。这么说来，更换动力电池的价格虽然不如买一辆新车那么贵，但性价比却明显不如买一辆新车。但事实上真的是这样吗？

  其实，在真实的操作中，这种价格是针对更换整个电池总成而言的，而在很多时候，我们却不需要对整个电池总成做出更换。新能源汽车的电池组是由诸多模块组合而成，在真实的操作中只要按需更换即可，比如个别电池出现了衰减，就只需要对那部分电池来更换即可，整块电池组更换不过是小概率事件。

  更何况，目前很多车企推出了诸多电池质保服务，比如荣威推出的8年或12万公里衰减不超过30%承诺、广汽新能源的8年或15万公里质保、比亚迪的电芯终身质保、东风日产的3年55%残值回购、吉利新能源的电芯终身质保等。更极端的比如蔚来汽车、威马汽车、小鹏汽车和前途汽车等新势力，还推出了终身免费保修政策。

  虽说目前推出相关质保政策的车企还是少数，但以上政策的出现无疑从侧面放映了车企们对电池组的信心。而随着电池技术的逐步发展，未来必定还会有更多的车企加入相关的质保行列中，届时更换或维修电池的成本势必进一步降低。

  有的朋友或许会说，如果电池本身没问题，而是由于事故导致电池损坏，需要维修或者更换，那该怎么去办？其实只要车辆的保险买齐，这样一些问题可完全交给保险解决，再不济车损险也能兜底，因此不需要过分担心。

  至于部分人所说的“车企的质保政策看看就好”，其实也不需要过多的担心。先不说车企将其放在明面上，就是国家也有相关的通知明确了新能源汽车的售后服务主体应是企业本身，引导任务也是责任到人。

  所以总得来说，目前电池的更换的确比较贵，但是根据中国汽车蓝皮书论坛上多家电池企业做出的预测显示，电池的成本大约在2025年就能与燃油车持平。而我们也有理由相信，届时会有更多的车企加入到质保的行列中，又或者是推出更加强有力的质保政策。因此，就目前而言，我个人觉得是不需要过分担心新能源汽车的电池更换问题的。

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