惊诧！比亚迪开始用三元材料了，宋或首先搭载新电池

在新能源汽车电池路线上一直高举磷酸亚铁锂大旗的比亚迪，实际上已经投入了在三元锂电池之前一直“抵抗”的阵营，而即将上市的宋将成为比亚迪首款搭载三元锂的车型。

在8月14日工业和信息化部公布的第72批节能新能源汽车目录中，比亚迪BYD6460STHEV车型入选，产品名称为插电式混合动力多用途乘用车。从车辆信息和图片的分析比较可以看出，这款车就是比亚迪插电式SUV车型宋。

申报图与车展图对比

根据公告的技术参数表，该车的电动汽车储能装置为锂镍钴锰酸蓄电池，由惠州比亚迪电池有限公司有限公司生产。换言之，比亚迪自主研发生产三元锂电池，现已达到应用阶段。此前，磷酸亚铁锂一直是比亚迪新能源汽车的主要电池路线。比亚迪秦、唐、e6等车型均搭载磷酸铁锂电池。

此外，比亚迪还在研究磷酸亚铁锂路线下的改良磷酸铁锰锂。第四批免征购置税的新能源汽车目录显示，新款比亚迪e6将搭载全新的磷酸铁锰锂电池，续航里程将从300公里提高到400公里。

汽车品牌和型号

电池类型

电池容量

电池质量

整备质量

里程

新e6

磷酸铁锰锂

82千瓦时

700公斤

2420千克

400公里

旧e6

磷酸铁锂

63千瓦时

750千克

2360/2380千克

300公里

尽管新款e6的电池容量增加了19kWh，但整体电池质量却降低了50kg。通过将磷酸铁电池更换为磷酸铁锰锂电池，提高了电池的能量密度，并以“增量不增重”的方式大幅提高了巡航续航里程。

目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂和锰酸镍钴锂等三元材料。在能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命方面，上述主流正极材料的性能各不相同，这也导致动力锂电池正极材料的技术路线出现差异。以特斯拉为代表的公司最早采用的是三元锂电池，其续航里程优势明显。随后，北汽新能源、江淮汽车、奇瑞等企业开始将三元电池应用于新车型。比亚迪一直是磷酸亚铁锂路线的代表和坚持，认为磷酸亚铁锂是最安全的。现在比亚迪的新车型也开始使用三元锂电池。这是对比亚迪的一次技术测试，还是一次完整的路线改造？

下一页：四种主要电池类型的分析

[第页]

三元的

三元锂聚合物是一种锂电池，其阳极材料为锂镍钴锰三元阳极材料。锂离子电池的阳极材料有很多，主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料和磷酸亚铁锂。三元材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的优点，具有高容量、低成本和良好的安全性等优异特性。它们在小型锂电池中逐渐占据一定的市场份额，在动力锂电池领域具有良好的发展前景。

钴是锂电池的基本材料。然而，一方面，金属钴价格昂贵，另一方面，它有。近年来，无论是拥有领先技术的日本和韩国公司，还是国内电池制造商，都致力于电池中的“少钴”。在这种趋势下，由镍盐、钴盐和锰盐制备的镍钴锰酸锂三元材料逐渐受到尊重。从化学财产来看，三元材料属于过量的金属氧化物，电池的能量密度很高。

尽管钴在三元材料中的作用仍然不可或缺，但质量分数……

s通常控制在20%左右，并且成本显著降低。但也具有钴酸锂和镍酸锂的优点。近年来，随着国内外制造商的产量不断增加，以三元材料为正极材料的锂电池取代商用锂钴氧化物的趋势已经非常明显。

从电动汽车到智能手机、可穿戴设备或充电宝，这项新技术完全适用。特斯拉首次将三元电池应用于电动汽车。Model S的续航里程可达486公里，电池容量可达85kWh，使用了8142节3.4AH的松下18650电池。工程师们将这些电池以砖块和薄片的形式一个接一个地均匀分布，最后形成一个完整的电池组，位于车身的地板上。

从全球范围来看，三元材料的研发和生产正在不断推进。在这一过程中，材料的财产得到了极大的改善，应用领域得到了一次又一次的拓展。日本和韩国公司是三元材料电池研发的领导者。中国三元材料的生产始于2005年左右，目前已有十多家大型企业。

磷酸铁锂

作为锂动力电池材料的磷酸亚铁锂是近年来才出现的，我国于2005年开发出大容量磷酸铁锂电池。其安全性能和循环寿命是其他材料无法比拟的，是动力电池最重要的技术指标。1C充放电循环寿命达到2000次。单个电池的过充电电压为30V，因此不会燃烧，也不会击穿。由磷酸亚铁锂正极材料制成的大容量锂离子电池更容易串联使用，以满足电动汽车频繁充电和放电的需求。

磷酸亚铁锂具有无、无污染、安全性能好、原料来源广、价格低廉、使用寿命长等优点，是新一代锂离子电池理想的正极材料。磷酸铁锂电池也有其缺点，例如磷酸亚铁锂正极材料的振实密度低，并且相同容量的磷酸铁锂的体积大于钴酸锂等锂离子电池的体积，因此在微型电池中没有优势。

由于磷酸亚铁锂材料的固有特性，其低温性能不如锰酸锂等其他正极材料。一般来说，对于单体电池（注意，它是单体电池而不是电池组，测得的电池组低温性能可能略高，这与散热条件有关），其容量保持率在0℃时约为60-70%，在-10℃时为40-55%，在-20℃时为20-40%。这样的低温性能显然不能满足电源的要求。目前，一些制造商已经通过改进电解液系统、阳极配方、材料财产和电池结构设计来提高磷酸亚铁锂的低温性能。

电池存在一致性问题。目前，磷酸铁锂电池的单体使用寿命超过2000倍，但电池组的使用寿命将大大缩短，可能会缩短500倍。由于电池组由大量串联和并联的单个电池组成，其工作状态就像一群人用绳子绑在一起跑步。即使每个人都是短跑运动员，如果每个人的动作不一致，团队也不会跑得快，整体速度甚至比最慢的单个运动员还要慢。同样，只有在电池性能高度一致的情况下，电池寿命才能接近单电池的水平。

氢燃料电池

燃料电池对环境没有污染。它是通过电化学反应，而不是燃烧（汽油和柴油）或储能（电池）——这是最典型的传统备用电源方案。燃烧会释放出二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物气体和灰尘等污染物。如上所述，燃料电池只产生水和热量。如果氢气是由可再生能源（光伏电池板、风力发电等）生产的，那么整个循环就是一个不产生有害物质的完整过程。

发电效率……

燃料电池的效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转化性质决定的。化学能直接转换为电能，而不需要热能和机械能（发电机）之间的中间转换。

氢燃料电池汽车的工作原理是将氢气输送到燃料电池的阳极板（阴极）。在催化剂（铂）的作用下，氢原子中的一个电子被分离，没有电子的氢离子（质子）通过质子交换膜到达燃料电池的阴极板（阳极），但电子不能通过质子交换薄膜。这种电子只能通过外部电路到达燃料电池的阴极板，从而在外部电路中产生电流。到达阴极板后，电子与氧原子和氢离子复合形成水。因为供应到阴极板的氧气可以从空气中获得，所以只要将氢气连续供应到阳极板，将空气供应到阴极片，并及时带走水（蒸汽），就可以连续提供电能。燃料电池产生的电力通过逆变器、控制器等设备为电机供电，然后通过传动系统和驱动桥驱动车轮旋转，使车辆能够在道路上行驶。与传统汽车相比，燃料电池汽车的能量转换效率高达60~80%，是内燃机的2~3倍。燃料电池的燃料是氢气和氧气，产品是清洁的水。它不会产生一氧化碳和二氧化碳，也不会排放硫和颗粒物。因此，氢燃料电池汽车才是真正的零排放、零污染汽车。

氢燃料电池汽车的优点和缺点是毋庸置疑的。随着科学技术的进步，曾经困扰氢燃料电池发展的问题，如氢燃料的安全和储存技术，已经逐渐得到克服和改善，但成本问题仍然是阻碍氢燃料电池汽车发展的最大瓶颈。氢燃料电池的成本是普通汽油发动机的100倍，在市场上难以承受。

锰酸锂

锰酸锂是一种很有前途的锂离子正极材料。与钴酸锂等传统正极材料相比，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点。它是一种理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能和电化学稳定性极大地限制了其工业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，目前市场上所有产品都是这种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g。由于其三维隧道结构，锂离子可以从尖晶石晶格中可逆嵌入，而不会导致结构坍塌，因此具有优异的倍率性能和稳定性。

如今，锰酸锂能量密度低、循环性能差的缺点得到了很大改善（万里新能源的典型值为123mAh/g，400倍，高循环的典型值是107mAh/g。2000倍）。表面改性和掺杂可以有效地改变其电化学财产，表面改性可以有效地抑制锰的溶解和电解质的分解。在充电和放电过程中，掺杂可以有效地抑制Jahn-Teller效应。表面改性与掺杂的结合无疑可以进一步提高材料的电化学财产，相信它将成为未来尖晶石锰酸锂改性研究的方向之一。在新能源汽车电池路线上一直高举磷酸亚铁锂大旗的比亚迪，实际上已经投入了在三元锂电池之前一直“抵抗”的阵营，而即将上市的宋将成为比亚迪首款搭载三元锂的车型。

在8月14日工业和信息化部公布的第72批节能新能源汽车目录中，比亚迪BYD6460STHEV车型入选，产品名称为pl……

-混合动力多用途乘用车。从车辆信息和图片的分析比较可以看出，这款车就是比亚迪插电式SUV车型宋。

申报图与车展图对比

根据公告的技术参数表，该车的电动汽车储能装置为锂镍钴锰酸蓄电池，由惠州比亚迪电池有限公司有限公司生产。换言之，比亚迪自主研发生产三元锂电池，现已达到应用阶段。此前，磷酸亚铁锂一直是比亚迪新能源汽车的主要电池路线。比亚迪秦、唐、e6等车型均搭载磷酸铁锂电池。

此外，比亚迪还在研究磷酸亚铁锂路线下的改良磷酸铁锰锂。第四批免征购置税的新能源汽车目录显示，新款比亚迪e6将搭载全新的磷酸铁锰锂电池，续航里程将从300公里提高到400公里。

汽车品牌和型号

电池类型

电池容量

电池质量

整备质量

里程

新e6

磷酸铁锰锂

82千瓦时

700公斤

2420千克

400公里

旧e6

磷酸铁锂

63千瓦时

750千克

2360/2380千克

300公里

尽管新款e6的电池容量增加了19kWh，但整体电池质量却降低了50kg。通过将磷酸铁电池更换为磷酸铁锰锂电池，提高了电池的能量密度，并以“增量不增重”的方式大幅提高了巡航续航里程。

目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂和锰酸镍钴锂等三元材料。在能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命方面，上述主流正极材料的性能各不相同，这也导致动力锂电池正极材料的技术路线出现差异。以特斯拉为代表的公司最早采用的是三元锂电池，其续航里程优势明显。随后，北汽新能源、江淮汽车、奇瑞等企业开始将三元电池应用于新车型。比亚迪一直是磷酸亚铁锂路线的代表和坚持，认为磷酸亚铁锂是最安全的。现在比亚迪的新车型也开始使用三元锂电池。这是对比亚迪的一次技术测试，还是一次完整的路线改造？

下一页：四种主要电池类型的分析

[第页]

三元的

三元锂聚合物是一种锂电池，其阳极材料为锂镍钴锰三元阳极材料。锂离子电池的阳极材料有很多，主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料和磷酸亚铁锂。三元材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的优点，具有高容量、低成本和良好的安全性等优异特性。它们在小型锂电池中逐渐占据一定的市场份额，在动力锂电池领域具有良好的发展前景。

钴是锂电池的基本材料。然而，一方面，金属钴价格昂贵，另一方面，它有。近年来，无论是拥有领先技术的日本和韩国公司，还是国内电池制造商，都致力于电池中的“少钴”。在这种趋势下，由镍盐、钴盐和锰盐制备的镍钴锰酸锂三元材料逐渐受到尊重。从化学财产来看，三元材料属于过量的金属氧化物，电池的能量密度很高。

尽管钴在三元材料中的作用仍然不可或缺，但质量分数通常控制在20%左右，成本显著降低。但也具有钴酸锂和镍酸锂的优点。近年来，随着国内外制造商的产量不断增加，以三元材料为正极材料的锂电池取代商用锂钴氧化物的趋势已经非常明显。

从电动汽车到智能手机、可穿戴设备或充电宝，这项新技术完全适用。特斯拉首次亮相……

ied三元电池应用于电动汽车。Model S的续航里程可达486公里，电池容量可达85kWh，使用了8142节3.4AH的松下18650电池。工程师们将这些电池以砖块和薄片的形式一个接一个地均匀分布，最后形成一个完整的电池组，位于车身的地板上。

从全球范围来看，三元材料的研发和生产正在不断推进。在这一过程中，材料的财产得到了极大的改善，应用领域得到了一次又一次的拓展。日本和韩国公司是三元材料电池研发的领导者。中国三元材料的生产始于2005年左右，目前已有十多家大型企业。

磷酸铁锂

作为锂动力电池材料的磷酸亚铁锂是近年来才出现的，我国于2005年开发出大容量磷酸铁锂电池。其安全性能和循环寿命是其他材料无法比拟的，是动力电池最重要的技术指标。1C充放电循环寿命达到2000次。单个电池的过充电电压为30V，因此不会燃烧，也不会击穿。由磷酸亚铁锂正极材料制成的大容量锂离子电池更容易串联使用，以满足电动汽车频繁充电和放电的需求。

磷酸亚铁锂具有无、无污染、安全性能好、原料来源广、价格低廉、使用寿命长等优点，是新一代锂离子电池理想的正极材料。磷酸铁锂电池也有其缺点，例如磷酸亚铁锂正极材料的振实密度低，并且相同容量的磷酸铁锂的体积大于钴酸锂等锂离子电池的体积，因此在微型电池中没有优势。

由于磷酸亚铁锂材料的固有特性，其低温性能不如锰酸锂等其他正极材料。一般来说，对于单体电池（注意，它是单体电池而不是电池组，测得的电池组低温性能可能略高，这与散热条件有关），其容量保持率在0℃时约为60-70%，在-10℃时为40-55%，在-20℃时为20-40%。这样的低温性能显然不能满足电源的要求。目前，一些制造商已经通过改进电解液系统、阳极配方、材料财产和电池结构设计来提高磷酸亚铁锂的低温性能。

电池存在一致性问题。目前，磷酸铁锂电池的单体使用寿命超过2000倍，但电池组的使用寿命将大大缩短，可能会缩短500倍。由于电池组由大量串联和并联的单个电池组成，其工作状态就像一群人用绳子绑在一起跑步。即使每个人都是短跑运动员，如果每个人的动作不一致，团队也不会跑得快，整体速度甚至比最慢的单个运动员还要慢。同样，只有在电池性能高度一致的情况下，电池寿命才能接近单电池的水平。

氢燃料电池

燃料电池对环境没有污染。它是通过电化学反应，而不是燃烧（汽油和柴油）或储能（电池）——这是最典型的传统备用电源方案。燃烧会释放出二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物气体和灰尘等污染物。如上所述，燃料电池只产生水和热量。如果氢气是由可再生能源（光伏电池板、风力发电等）生产的，那么整个循环就是一个不产生有害物质的完整过程。

燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的。化学能直接转换为电能，而不需要热能和机械能（发电机）之间的中间转换。

氢燃料电池汽车的工作原理是将氢气输送到燃料电池的阳极板（阴极）。根据诉讼……

在催化剂（铂）中，氢原子中的一个电子被分离，没有电子的氢离子（质子）通过质子交换膜到达燃料电池的阴极板（阳极），但电子不能通过质子交换薄膜。这种电子只能通过外部电路到达燃料电池的阴极板，从而在外部电路中产生电流。到达阴极板后，电子与氧原子和氢离子复合形成水。因为供应到阴极板的氧气可以从空气中获得，所以只要将氢气连续供应到阳极板，将空气供应到阴极片，并及时带走水（蒸汽），就可以连续提供电能。燃料电池产生的电力通过逆变器、控制器等设备为电机供电，然后通过传动系统和驱动桥驱动车轮旋转，使车辆能够在道路上行驶。与传统汽车相比，燃料电池汽车的能量转换效率高达60~80%，是内燃机的2~3倍。燃料电池的燃料是氢气和氧气，产品是清洁的水。它不会产生一氧化碳和二氧化碳，也不会排放硫和颗粒物。因此，氢燃料电池汽车才是真正的零排放、零污染汽车。

氢燃料电池汽车的优点和缺点是毋庸置疑的。随着科学技术的进步，曾经困扰氢燃料电池发展的问题，如氢燃料的安全和储存技术，已经逐渐得到克服和改善，但成本问题仍然是阻碍氢燃料电池汽车发展的最大瓶颈。氢燃料电池的成本是普通汽油发动机的100倍，在市场上难以承受。

锰酸锂

锰酸锂是一种很有前途的锂离子正极材料。与钴酸锂等传统正极材料相比，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点。它是一种理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能和电化学稳定性极大地限制了其工业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，目前市场上所有产品都是这种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g。由于其三维隧道结构，锂离子可以从尖晶石晶格中可逆嵌入，而不会导致结构坍塌，因此具有优异的倍率性能和稳定性。

如今，锰酸锂能量密度低、循环性能差的缺点得到了很大改善（万里新能源的典型值为123mAh/g，400倍，高循环的典型值是107mAh/g。2000倍）。表面改性和掺杂可以有效地改变其电化学财产，表面改性可以有效地抑制锰的溶解和电解质的分解。在充电和放电过程中，掺杂可以有效地抑制Jahn-Teller效应。表面改性与掺杂的结合无疑可以进一步提高材料的电化学财产，相信它将成为未来尖晶石锰酸锂改性研究的方向之一。

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