一文讀懂新能源汽車動力電池分類

近日，2022世界新能源汽車大會召開，與會專家表示，目前全球新能源汽車累計銷量突破2000萬輛。僅2022年上半年，全球新能源汽車銷量超過422萬輛，同比增長66.38%，再創(chuàng)新高。其中，中國新能源汽車銷量達到260萬輛，占全球銷量六成以上；市場滲透率超21.6%，保有量突破1100萬輛。

在“碳中和”大背景下，新能源汽車成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級的主要方向。新能源汽車千差萬別，但其核心零件動力電池分類就要簡單得多，而且優(yōu)缺點也比較明顯。

今天鯨充來和大家一起來聊聊新能源汽車電池的那些事兒！哪種動力電池才是當下市場主流選擇呢？

目前，新能源汽車電池分類主要從兩方面區(qū)分，一是電池材料，二是電池封裝形狀。

按電池材料，可以分為三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、鎳電池、鉛酸電池；

按封裝形狀，可以分為圓柱形電池、方形電池和軟包電池。

動力電池

按電池材料分類

· 三元鋰電池? ?

三元鋰電池非常常見，優(yōu)點是容量密度大，續(xù)航能力超強，缺點是安全性比較差，特別是高溫時安全性能會下降。

但是，三元鋰電池還是優(yōu)于鈷酸鋰電池的，所以被大規(guī)模采用，不論是特斯拉，還是寶馬奧迪的新能源車型，都是使用三元鋰電池，寧德時代就是抓住了三元鋰電池的趨勢成為了獨角獸。

· 磷酸鐵鋰電池? ?

說起磷酸鐵鋰電池，首先想到的是比亞迪汽車。比亞迪一直堅持研發(fā)磷酸鐵鋰電池，而且處于絕對領先地位,可以說是一家獨大。

磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點是安全性非常高，非常穩(wěn)定，循環(huán)次數(shù)能達到2000次，無論是高溫還是撞擊都不會發(fā)生爆炸。缺點也很明顯，就是能量密度低，電量相同的情況下需要更多的空間和重量，對于注重空間和油耗的私家車來說，磷酸鐵鋰電池顯然不是好的歸宿，所以一直鐘愛磷酸鐵鋰的比亞迪，也不得不轉投三元鋰電池的懷抱，逐漸在私家車上推廣采用三元鋰電池，而在公交車上還是一直使用磷酸鐵鋰電池。

· 鈷酸鋰電池? ?

鈷酸鋰電池是運用比較早的動力電池，特斯拉在推出Model S之前，曾經(jīng)推出了一款Roster，就是用的鈷酸鋰電池。

鈷酸鋰電池的優(yōu)點是容量密度比較大，能量密度較高，單位體積的電池可以存儲更多的電量；缺點就是熱特性瓶頸較大，成本較高，穩(wěn)定性非常差，一般用于數(shù)碼電子領域，而電動汽車對動力電池的安全性要求很高，所以后續(xù)特斯拉也放棄了鈷酸鋰電池。

· 錳酸鋰電池? ?

錳酸鋰電池也是目前比較主流的動力電池，雖然各方面都不是很突出，但是非常均衡，綜合能力很強，能量密度中等，價格便宜。錳酸鋰電池安全環(huán)保，比較符合日韓汽車廠商的需求，所以日韓廠商采用較多，國內主要是一些輕型車廠使用。

· 鎳電池??

在鎳氫電池發(fā)明之前，鎳鎘電池已經(jīng)占據(jù)很大一部分電池市場，也被市場所認可。但鎳氫電池發(fā)明后，便迅速占領鎳鎘電池市場份額。

鎳鎘電池含有重金屬，使用遺棄后對環(huán)境會造成污染。而鎳氫電池則相對環(huán)保友好，對環(huán)境基本沒有污染。在放電倍率方面，鎳氫電池的放電倍率要高于鎳鎘電池；使用壽命上，同等條件下，鎳氫電池要比鎳鎘電池高。

鎳氫動力電池剛剛進入成熟期，是目前混合動力汽車所用電池體系中唯一被實際驗證并被商業(yè)化、規(guī)模化的電池體系，現(xiàn)有混合動力電池99%的市場份額為鎳氫動力電池。

· 鉛酸電池?

鉛酸電池作為比較成熟的技術，成本較低，而且能夠高倍率放電。但鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此為動力源的電動車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。

當前，政策的管制和市場已經(jīng)上市新國標電池，傳統(tǒng)的相同容量但重量卻高出很多的非國標電池必遭淘汰，鉛酸的未來只有一條路，基于技術突破，實現(xiàn)輕量高能，即和鋰電一樣實現(xiàn)高比能量，才能和鋰電一起并存。但不是所有的鉛酸廠家都有這種技術實力去研發(fā)輕量高能的新國標電池并且實現(xiàn)規(guī)模化的。

按封裝形狀分類

· 圓柱形電池

圓柱鋰電池是被研究分析的比較多，技術討論最全面的電池品種。單個主要是由正極，負極，隔膜，正極負極集電極，閥門，過電流保護設備，絕緣件和外殼共同組合而成。早期的外殼材料選擇鋼殼較多，現(xiàn)階段以鋁殼為主導。

電動汽車的圓柱形電池在設計上基本和我們日常所見的5號電池一模一樣。電動車行業(yè)的標桿特斯拉就是使用的這種電池外形，生產(chǎn)工藝非常成熟，性能也比較穩(wěn)定。而特斯拉之所以選擇這種電池外形，主要是因為它在打包的時候，電池與電池之間會留下一些孔隙，而這些孔隙可以很好地為電池提供散熱的空間，有效避免電池出現(xiàn)過熱情況。不過這種電池因為使用金屬外殼，所以重量比較大，而且單個電池的能量密度也不是很高。

· 方形電池?

方形電池也很常見，通常是指鋁殼或鋼殼方形電池。方形電池的結構較為簡單，不像圓柱電池采用強度較高的不銹鋼作為殼體及具有防爆安全閥的等附件，所以整體附件重量要輕，相對能量密度較高，供電能力非常強勁。

方形電池的可塑性會更強，可以根據(jù)搭載的產(chǎn)品具體需求進行定制化設計，不過這也導致了它存在不同的尺寸，制造上沒有明確的標準。無論是制造工藝還是應用標準，并沒有像圓柱形電池那樣明確的標準劃分。缺點是標準難以統(tǒng)一，每款車的電池型號都不太一樣，很容易引起市場混亂。

· 軟包電池? ?

軟包電池就是采用了鋁塑膜作為包裝材料的電池，需使用熱封裝。軟包鋰電池的基本結構與圓柱和方形是類似的，只是軟包鋰電池是液態(tài)鋰離子電池套上一層聚合物外殼，在結構上采用鋁塑膜包裝，其一般有三層組成，尼龍層是保證了鋁塑膜的外形，Al層防止水的滲入，PP（聚丙烯）層可以有效阻止內部電解質等與 Al 層接觸,避免 Al 層被腐蝕。

軟包電池的包裝材料和結構使其擁有一系列優(yōu)勢，比如，安全性能好，軟包電池在結構上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時，軟包電池一般會鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸；重量輕，可以減輕汽車負擔；設計靈活，可以隨意變換外形的形狀。缺點在于一致性較差，成本高，容易發(fā)生漏液，而且鋁塑膜看上去很簡單，但是如何把三層材料均勻地、牢固地結合在一起也不是那么容易的事，而且現(xiàn)在質量好的鋁塑膜基本上都是依賴進口，國產(chǎn)的質量還有待改進。

從一定程度上來說，不同種類的動力電池并沒有嚴格意義上的好壞之分，各自各的優(yōu)缺點，不同的使用環(huán)境都能發(fā)揮自身的優(yōu)勢。

近年來，全球汽車產(chǎn)業(yè)新能源化趨勢強勁，技術不斷迭代的動力電池正在成為產(chǎn)業(yè)變革的助推器。與此同時，大力完善新能源汽車充電配套設施也是重中之重！