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什么是动力电池？了解新能源汽车电池的秘密

众所周知，新能源汽车主要的驱动方式采用了电力驱动，通过动力电池带动车辆的电动机，从而实现车辆行驶的目的。同燃油车的电瓶电池不同，动力电池其主要用于起步、照明、点火等功能，而动力电池主要目的是在持续的时间内提供动力，并支持循环充电使用。目前主流的动力电池以锂电池为主，下面笔者就详细解读一下目前市面上主流的动力电池。

多为锂离子动力电池

锂离子动力电池凭借出色的工作高压、较大的比能量、体积小、重量轻，周期长、自放电率低、无记忆效应、污染小等特点从一众动力电池中脱颖而出。

当然也有一部分车型采用了镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、钠硫电池等，这里就不再过多赘述。

特斯拉的4680电池很厉害吗？

在搞清楚这个问题之前，我们需要回顾一下特斯拉之前的电池选择。

从18650到2170再到如今的4680，特斯拉一直选择的都是圆柱形电芯的锂离子电池。直到今年，特斯拉为了降低成本，才选择了棱柱型的磷酸铁锂电池，搭载在入门级的Model 3和部分Model Y上面。直径18毫米、高65毫米的18650电池是特斯拉搭载在Model S和Model X上面主要动力电池，整个电池组都是低容量的小电池，因此其瓶颈显著，但好在电池组质量稳定同时数量大，凭借出色的电控系统和液态冷却技术，保证了其续航表现。但是作为早期的选择，18650电池终究被会时代淘汰，虽然目前Model S和Model X仍旧配备了这种电池。

2017年特斯拉和松下推出了一种全新的改进电池——2170。

2170的直径21毫米，高70毫米，主要搭载在Model 3以及Model Y上面。

2170电池的体积比18650电池大50%左右，提升了能量密度的同时也保证了成本控制，价格足够便宜。值得一提的是，特斯拉在2170电池上分别推出了NCA型和NCM型。

松下生产NCA型（美国工厂），LG化学生产NCM型（上海工厂）。

肯定有朋友好奇，什么是NCA/NCM型？在电池的四大主材（正极材料、负极材料、电解液和隔膜）中，正极材料不但占到成本的40%，而且直接决定着电芯的能量密度。正因为如此，大多数动力电池都以正极材料来命名。根据正极材料技术路线，动力电池可主要分为磷酸铁锂、三元（NCA/NCM）和锰酸锂电池这三类。

NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料按一定比例组合而成，产品类型从NCM111（N:C:M=1:1:1）到，532，622，811，随着镍含量的新增，电池能量密度也相应得到了提升。

而NCA的正极材料是由镍钴铝构成，三种材料通常的配比为8：1.5：0.5，相对更高能量密度的NCA规模化应用由日韩主导。

回到正题，4680电池厉害吗？答案是相当厉害。

4680电池直径46毫米，高80毫米，它通过更简单的制造以及更少的部件，产生的能量是2170的五倍，续航里程增加16%，功率增加六倍，并且充电速度更快。目前4680电池配备在美产的Model Y上，由特斯拉本土和德国工厂生产。在成本控制，续航表现，快充表现上，4680电池都是行业内的水准。

比亚迪刀片电池为何也很强？

肯定有朋友好奇为何刀片电池也是被人赞叹不已，让我们把时间拨回2020年，比亚迪董事长王传福高调宣布了刀片电池的问世，并发言：“它将改变行业对三元锂电池的依赖”。仅从来看，比亚迪还有很长的路要走。

刀片电池是磷酸铁锂电池组，通过一种长度超过0.6米的方形电池，排列成一个阵列，像“刀片”一样插入电池组。

根据比亚迪的专利显示，刀片电池可以达到大长度2500mm，是常规普通磷酸铁锂电池的10倍以上，可以大大提高电池的成组效率。同时，与矩形铝壳电池解决方案相比，刀片电池技术还具有散热性好的优点。普通电池组体积的锂离子电池比能量密度为251Wh/L，刀片电池提高到332Wh/L，增加30%以上。

电池本身可以承担机械强化，电池组的制造工艺简单，制造成本降低。

刀片电池还有一个优势是安全性。

三元锂电池能够实现更高的能量密度，单位质量下能够存储更多的电能，但三元锂电池的安全性不如磷酸铁锂电池。三元锂电池在180摄氏度时就容易造成自燃，而磷酸铁锂在700摄氏度时才有一定的危险。这就是为什么比亚迪的刀片电池能够在穿刺实验中不发生自燃的原因。再加之磷酸铁锂电池它不含任何镍或钴，在制造成本上也是进一步降低。磷酸铁锂电池组唯一的弊端就是能量密度，4680电池组的能量密度为217Wh/kg，刀片电池组的能量密度仅为140Wh/kg。因此在续航能力，快充方面，刀片电池还有很长的路要走。

宁德时代的麒麟电池为何轰动业界？

麒麟电池虽然说是电池，但是更像是一种封装技术。

它支持磷酸铁锂电芯，也支持三元锂电芯。通过优化空间布局，采用低膨胀的电芯，让结构更加紧凑，单位体积内容纳的电芯数量更大，使其能力密度达到了255Wh/kg。

要说麒麟电池在能量密度上的提升已经让人惊艳，那么其全新的散热技术也是一绝，麒麟电池可以实现5分钟快速热启动及10分钟将电量从10%快充至80%，这也是目前刀片电池和4680电池无法实现的。刀片电池快充需要30分钟，4680电池快充需要15分钟。

正因为麒麟电池解决了能量密度和散热技术这两个痛点，所以宁德时代不愧“宁王”的美誉。不过要等2023年才能看到麒麟电池的正式上市，还是颇为值得期待的。目前，理想汽车、哪吒汽车、路特斯汽车均已经宣布要将在未来的车型中搭载麒麟电池，值得期待。

动力电池寿命表现如何？

其实这个问题大家不必太过担心，先不谈你是否换车的问题，绝大多数情境下，电池的理论循环寿命家用车很难完全跑到。简单地说，电池的一次循环就是电池充满电后满放一次，记为一次循环。正常状况下，浅充浅放才能让锂电池更耐用。三元锂电芯的理论使用寿命是八百到一千两百次循环，磷酸铁锂电池大约是两千到两千五百次循环，达到七成的容量。