電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
目前多數乘用純電動車的電池都摒棄了磷酸鐵鋰這種正極材料，轉而使用三元鋰材料，最主要的原由是因為對電池性能的更高要求，也就是對續航里程的更高要求。
（來源：微信公眾號“嚴選好車163” ID：neteaseauto 作者：嚴選EV）
為啥電池有效成分是"鋰" 不同配方正極材料的目的有哪些？
化學電池發展到如今已經有兩百多年的歷史，鋰離子電池已經成為了主流，大家可能會比較奇怪，元素周期表上一百多號元素，干嘛必須選擇“鋰”這個“小字輩”呢？
■鋰電池的工作原理
新能源汽車鋰電池是一種可反復充電電池，它主要依賴鋰離子在正極和負極之間移動來萌生電流。鋰電池正極材料有很多，它們都以嵌入的鋰化合物形式存在，目前車用動力電池的正極材料有磷酸鐵鋰、三元鋰（分為鎳鈷錳體系和鎳鈷鋁體系）等等，負極材料目前主流是石墨。
鋰電池放電時鋰離子在正極嵌入，充電時鋰離子在正極脫嵌，鋰離子在充放電時通過電解液和隔膜在正負極之間移動。
這就好比是城市中，行駛于A點和B點的物流車，它們來來往往的不停穿梭給這個城市帶來了“電流”，而鋰元素就是其中效率最高，帶貨能力最強的那輛物流車。
■為什么鋰元素成為充電電池的材料？
鋰使用前，人類一直在尋找適宜的電池材料作為儲存電能的裝置，人們先后嘗試過多種電池材料如銅、鐵、鋅、鉛、汞、鎂等等，電池的改進方向主要以提升容量和放電性能等指標為主，最終選擇了鋰作為最新一代充電電池的材料。
為啥電池有效成分是“鋰”而不是金銀銅鐵錫？
從元素周期表上很清楚能看到，鋰元素是第三號元素，也是排在最靠前的金屬元素。
鋰本身是6個原子質量單位，每一個鋰攜帶著1個電荷；
相比于早期電池使用較廣泛的鋅，它的原子質量是66，每一個鋅攜帶著2個電荷，很顯然，用鋰作為電池材料能帶來分明更高的能量密度。也就是說，鋰作為電池材料的比容量更高。
此外鋰電池還有無記憶效應、可高倍率充放電、自放電率小、能量轉換率高等優勢。
從地球上向太空站運送補給，雖然輕型火箭裝載的少，但多發射多幾次，也要比重型火箭的成本要低，鋰元素就好比這枚效率更高的輕型火箭。
■三元鋰離子電池為什么取代磷酸鐵鋰成為主流？
目前多數乘用純電動車的電池都摒棄了磷酸鐵鋰這種正極材料，轉而使用三元鋰材料，最主要的原由是因為對電池性能的更高要求，也就是對續航里程的更高要求。
打個比方來說，同樣的成本摩托車可以跑的比汽車快得多，不過兩個輪子的肉包鐵安全性會差一些，這很像磷酸鐵鋰和三元鋰離子電池之間的性格差異。
磷酸鐵鋰和三元鋰之間的優缺點很分明，磷酸鐵鋰缺點是能力密度低但是安全性更好，三元鋰離子電池能量密度分明高但是安全性相對一般，為了追求更高的續航表現，三元鋰成為了目前的主流。
正是因為能量密度的原由，讓磷酸鐵鋰逐漸被“三元鋰”電池取代，原由如下：
三元鋰離子電池能量密度分明高，最筆直的好處是能讓續航里程增加；
2018年及往日補貼政策筆直鼓勵了高能量密度電池；
三元鋰離子電池新正極材料配方能量密度的潛力更大，比如NCM811（鎳鈷錳比例為8：1：1）。
■為什么叫“三元鋰離子電池”？不同配方正極材料的目的有哪些？
“三元鋰離子電池”這個稱謂，其實來源很簡單
鋰電池使用一個嵌入的鋰化合物作為一個正極材料，為了提升電池性能，人們嘗試用不同的材料組合來提升電池表現，目前發現“鎳鈷錳（NCM）”和“鎳鈷鋁（NCA）”兩種體系的正極材料性能更好，因為這兩類正極材料有效成分為三種，所以稱之為“三元鋰”電池。
特斯拉等品牌部分車型采用的是鎳鈷鋁（NCA）體系，其他多數純電動車型使用鎳鈷錳（NCM）體系電池，依據不同配方分為NCM523、NCM111、NCM811等，后面的數字代表的是三種元素之間的配比。
每一種元素的多與少，都會筆直影響電池性能，目前企業研發的主要精力是在配方上，好比每家燉肉的調料都差不多但是味道不同一樣，不同企業的同配方電池性能也會有差異。
原標題:為啥電動車都用鋰離子電池？因為“鋰”會帶貨呀！
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