前几天有分享一篇我怎么安利的smart，并且我提到了海豹的杀伤力，下面就有很多朋友在讨论smart的三电和海豚的三电。

众所周知，三电系统指的是电机、电池和电控，电机我浅浅的发过两期《再聊聊电机，浅谈永磁同步电机与感应异步电机》、《威瑞vs日产 参数大比拼》，知识储备有限，再说多了就要露怯了，不过适合基础扫盲，所以今天就准备再开一篇，谈一谈动力电池。

想必大家之前都看过一个段子，某电车车主吐槽充电慢，难道就没有一种液体，可以三分钟加满汽车，续航500公里，诚然，现阶段电动车相较于燃油车，体验上最大的不足就在于补能效率不足，主要凸显在城际之间或者省级之间的旅行的充电焦虑。而这个问题的核心就在于电池。

但凡是真正的电动车车主眼中，续航里程就没有准的，除了工况标准的虚标之外，还有天气的影响，以及充放电要求的影响。一般来说，电池的充电建议都在20%左右进行充电，冲到80速度最快，一般不充到90%以上，也就是实际一次充电过程也只使用70%能量储备，各种因素作用在一起，单次充电里程基本上都在标定最大续航里程的50%左右。目前来说主流的电动车续航里程都在500到700之间，五折的话就是250到350公里进行一次补能，这也就大大限制了电动车的活动半径，如果恰好高速充电桩停用了，很有可能出现拖车的尴尬。

首先先要说明何为动力电池。其实我们日常总在说电池电池，但是电动车的动力电池，和燃油车的小电瓶还有我们日常使用玩具、手电筒里面的电芯还是有去别的，简单地说动力电池要求内阻要足够低以保证放电的电流足够大，可以提供驱动力。

目前来说动力电池根据正负极材料、放电方式不同，可以分为锂离子电池、钠离子电池、铝离子电池、氢燃料电池几种，下面逐一说明一下：

一、锂离子电池

锂离子电池可以说是动力电池里面资历最高、技术储备最成熟的了，上个世纪索尼研发的18650电池可以视为锂离子动力电池的始祖，特斯拉也使用过此电芯的电池组。

锂离子电池分为四个组成部分：正极、负极、电解质、隔膜，其充放电过程的本质就是通过充电将锂离子从正极通过隔膜转向负极，从而形成电势差，在工作的情况下，电子参与做功，电势差降低，锂离子从负极恢复到正极的过程。而根据正极材料的不同，又分为三元锂和磷酸铁锂电池。

三元锂指的就是钴、镍、锰或者铝这三元，所有又称镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂电池，其中三种元素的左右各有不同，镍主要作用是提升电池的体积能量密度，是提升续航里程的主要突破口，但含量过多会导致镍离子占据锂离子位置（镍氢混排），导致容量下降。而钴的作用就是抑制阳离子的混排，从而提高起到提升稳定性和延长电池的寿命的作用，此外，其也决定了电池的充放电速度和效率（倍率性能），但过高的钴含量会导致实际容量降低。锰或铝的作用在于降低材料成本，毕竟上面提到的镍和钴都是十分昂贵的稀有金属，并且可以提高电池的安全性和稳定性。

近期各个电动车品牌纷纷涨价的元凶也在于此，过去一年时间里面、钴、镍和锂的价格大涨，甚至是4-5倍的上涨，导致原本占比30%的正极材料价格直接起飞，本质上钴、镍、锂的都属于稀有金属，原本的产量相对比较稳定，但这几年电动车发展带动了电池级的稀有金属的市场需求，供求关系的不平衡极大的。

首先钴的分布极不平衡，以目前探明的情况刚果（金）的钴储备量是全球的46%，澳大利亚占18%，这两国加起来超过全球钴储量的60%，所以市场基本处于垄断状况，钴的价格一直都在50万/吨以上，从出货量上看，刚果更是占了钴出货量的2/3。相较而言，全球的镍资源分布就比较广泛且均衡，镍的价格受本次俄乌冲突有所上涨，突破了20万/吨大关，但和钴相比还是便宜的多。所以目前的三元锂电池的技术发展方向就是高镍低钴化，比如极氪电池的523配方，表达式就是LiNi5Co2Mn3O2，比传统的111配方，钴的比重就有了13%的下降。当然还有更极端的811配方。

而谈到锂之前就要先介绍锂电池的另一个重要分类，磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池电机材料没有使用贵金属镍和钴，所以制作成本更为低廉，而且也更加环保和安全，毕竟针刺实验大家都看到过的，虽然我个人觉得这个意义不大，有点早些年电车和油车玩冰上拔河的感觉，营销意义大于实际，但在极端情况下确实是更加安全一些。另外多说一句，刀片电池是一种封装技术，主要解决的是电芯组成电池模组过程中造成的空间浪费和成本浪费，刀片电池本身即是电芯也是电池模组，可以直接组成电池包，改善了磷酸铁锂电池的体积大密度低的问题，而且较薄的电池组，在做穿刺实验的时候也会有更好的表现。所以理论上来说，刀片电池也可以组成三元锂的电池组。

那么问题来了，三元锂电池和磷酸铁锂电池优缺点分别是什么呢？

三元锂电池优点在于，能量密度高，低温（零度以下）下更稳定，缺点是价格高，不耐高温（200度以上），而磷酸铁锂电池的优点在于成本低，耐高温，相对来说更加安全，缺点是低温（零度以下）情况下衰减严重，能量密度低。

那么未来来说磷酸铁锂和三元锂谁是趋势呢？

首先从国家战略角度来说，必然是磷酸铁锂，这里回到前面没有说完的稀有金属的问题，全世界的锂矿资源主要集中在澳大利亚和南美，国内的锂矿虽然储量不错，但是和铁矿的问题一样，质量不高，成本不占优势，但国内的锂盐湖的产量和质量都比较优秀，虽然锂盐和锂矿都可以生产氢氧化锂和碳酸锂，但相对来说，锂盐提取碳酸锂和锂矿提取氢氧化锂是比较符合成本的作法，这里面涉及伴生矿物分布的问题，太专业了，不深入展开。而碳酸锂主要用来生产磷酸铁锂电池的阳极，而氢氧化锂主要用来生产三元锂，尤其是高镍三元锂的阳极，因为高镍三元锂需要更低的烧结温度，碳酸锂达不到。

所以从地缘因素考虑，我国镍、钴、氢氧化锂都高度依赖进口，只有碳酸锂有一定的自给能力，所以发展磷酸铁锂是国策的必然的。

但从技术角度来讲，三元锂电池技术依然不能放弃，目前行业普遍认为，磷酸铁锂电池的能量密度基本上已经到了天花板，但三元锂电池的能量密度仍有提升空间，在更高性能需求的场景下，三元锂电的发展潜力仍有待挖掘。

一不小心已经写了2k多字了，第一部分先到此为止，太长没人看，过两天在更新下新电池钠离子电池、铝离子电池和氢燃料电池。