主流电动车型电池详解 一半采用三元锂电池

动力电池一直被认为是电动汽车发展中最关键的一环。目前，锂电池的正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂和锰酸锂。第一电气网统计的八大企业在售的13款车型中，有6款车型使用三元锂电池，且集中在2014年及以后推出的车型中。磷酸铁锂电池仍占一半，还有磷酸铁锂和锰酸锂等电池应用。

型号名称

车辆型号

电池类型

电池容量

工作范围

巴威EV160

BJ7000B3D1-宝马

磷酸铁锂

25.6千瓦时

160公里

巴威EV200

bj7001b3d-BEV公司

三元锂

30.4千瓦时

200公里

巴威ES210

BJ7000C7H1-发动机

三元镍酸锂

38千瓦时

175公里

奇瑞eQ

7000平方米

三元锂

22.3千瓦时

170公里

江淮iEV4

hfc7000年/年

磷酸铁锂

19.2千瓦时

160公里

江淮iEV5

hfc7001电子伏

三元锂

23千瓦时

170公里

赛克E50

CSA7000BEV型

磷酸铁锂

18千瓦时

120公里

截止日期e6

QCJ7006BEVF公司

磷酸铁锂

63.4千瓦时

300公里

藤市

qcj7007电动汽车

磷酸铁锂

47.5千瓦时

250公里

吉利志斗

sma7000倍01

三元锂

15.3千瓦时

150公里

齐振振峰

DFL7000B2BEV公司

锰酸锂

24千瓦时

175公里

比亚迪：磷酸亚铁锂、磷酸铁锰锂。

在进入汽车制造领域之前，比亚迪致力于电池产品的研发，这为比亚迪新能源汽车的发展提供了独特的优势。比亚迪e6、秦、电动公交车、专用车等产品的电池均为自产自销。

Byd电池

比亚迪e6是国内电动车中续航里程最长的，搭载63kWh磷酸铁锂电池，续航里程300公里。目前，比亚迪磷酸铁锂电池芯的能量密度约为130Wh/kg，不如三元材料。因此，比亚迪在车内装载了大量电池，以提高续航里程。磷酸亚铁锂的优点在于其稳定性和耐用性。e6在出租车运营中的实际表现可以证明：自2010年以来，深圳投入运营的850辆e6电动出租车累计总里程近3亿公里，自行车最大里程超过67万公里。

磷酸亚铁锂是比亚迪新能源汽车的主要电池路线，比亚迪也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最新目录显示，新款比亚迪e6将搭载全新的磷酸铁锰锂电池，续航里程将增至400公里。虽然电池容量增加了19kWh，但电池的整体质量减少了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。

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

戴姆勒也看中了比亚迪的电池技术。双方合作打造的腾势电动汽车采用比亚迪磷酸铁锂电池。新车上市不到一年，但从e6的性能可以看出电池的寿命和稳定性。腾势搭载47.5kWh电池，综合续航里程超过250公里。如果比亚迪将磷酸铁锰锂调整为主要电池方向，未来也可能用于腾势汽车，以进一步改进……

巡航范围。

[第页]

SAIC：磷酸亚铁锂，氢燃料电池。

上汽荣威E50纯电动汽车采用磷酸铁锂电池，由有限公司提供，该公司是上海和A123的合资企业。E50配备了18kWh的电池，综合巡航里程为120公里。与市场上大多数电动汽车相比，续航里程显然并不占主导地位。自2012年上市以来，上汽集团一直没有对这款精品车进行升级。再加上高昂的价格，E50去年仅售出400多辆汽车。

与纯电动汽车的“停摆”相比，上汽似乎更专注于燃料电池汽车的发展。荣威950插电式燃料电池汽车是上汽集团开发的第四代燃料电池汽车。上汽集团采用插电式燃料电池技术路径，除燃料电池组外，还配备了电驱动发动机。该车的巡航里程可达400公里，加氢仅需3-5分钟，在零下20℃的温度下即可启动。它还具有外部电源的发电功能，包括电动汽车在内的其他电器的充电功能可以通过插入式转换器实现。

上汽荣威950插电式燃料电池汽车

北汽新能源：磷酸亚铁锂和三元锂。

北汽新能源的首款电动汽车E150EV采用磷酸铁锂电池，从21千瓦时升级为25.6千瓦时，综合续航里程为160公里。去年年底，北汽新能源发布了新一代电动汽车EV200和ES210，并开始采用三元锂电池。

EV200搭载30.4kW三元锂电池，续航里程200公里

在综合工作条件下。ES210配备了38kWh的锂电池，综合巡航里程超过175公里。北汽新能源使用的三元电池由有限公司（北汽与SK成立）提供。官方宣布，该电池在充满电和放电3000多次后，容量衰减率不到20%。

尽管三元电池发展势头强劲，但北汽新能源并未放弃磷酸铁锂电池路线。今年新推出的EV160相当于EV200的另一个电池版本，除了电池类型不同外，外观和配置相同。EV160搭载25.6kWh磷酸铁锂电池，综合续航里程160公里。电池由ATL Puulaid提供，这是北汽早先与ATL合作成立的电池公司。根据北汽新能源今年1-4月的产量，电动汽车系列磷酸亚铁锂车型和三元锂车型的份额接近1:1，消费者很快接受了三元锂的车型。

[第页]

江淮：磷酸亚铁锂、三元锂。

江淮iEV4和前三代电动汽车均使用磷酸铁锂电池（推广8000多辆），由国轩高科技提供。iEV4配备了19.2kWh的电池，续航里程为160公里。

在新一代电动汽车iEV5上，江淮汽车开始采用镍钴铝三元电池，该电池由天津力神供应。搭载23kWh电池的iEV5续航里程可达200公里。无论是续航里程、速度还是配置，iEV5都遥遥领先于第四代车型，补贴价格控制在9万元以内，性价比很高。使用三元材料可以在“里程”和“成本”之间找到良好的平衡。iEV5上市一个月后，销量已经超过500辆。

江淮iEV5

晨风：锰酸锂

启辰晨风是一款以日产聆风为基础，借助日产成熟的锂电池技术，在中国实现本土化的电动汽车。晨风电动汽车采用锰酸铁电池，由192个电池单元组成，总重量不到200公斤。该车的综合巡航里程为175公里。

与磷酸亚铁锂、钴酸锂和三元电池相比，锰酸锂电池有优点也有缺点。锰酸锂的能量密度、热稳定性和成本居中，热稳定性相对较差。启辰的晨风采用自然空气冷却和非固化电解质，改变电子的移动速度，防止电池过热。

吉利（知豆）：三元锂，磷酸亚铁锂。

吉利和新海洋生产的知豆电动汽车有两个版本：三元锂电池和磷酸铁锂电池。知豆D1和D2的三元锂版本均配备15kWh电池，续航里程为150km。知豆D1磷酸亚铁锂版搭载12kWh电池，续航里程超过80公里。

知豆D2电动汽车

奇瑞：三元锂

奇瑞目前热销的高速锂电池车型已经投入到三元锂的“怀抱”中。eQ车型搭载22.3kWh电池，综合续航里程170公里，电池由浙江万向亿能电力公司提供。2010年，奇瑞推出了一款搭载磷酸铁锂电池的瑞奇M1EV电动汽车，但目前已基本停产。

众泰：三元锂

众泰云100搭载17.76kWh三元锂电池，续航里程150公里。与奇瑞类似，众泰的老款电动汽车5008EV和M300EV基本停产，未来即将推出的新电动汽车芝麻E30、E200A和E200B可能全部转向三元锂电池。

动力电池技术仍在发展和进步。在过去的几年里，磷酸铁锂电池因其寿命长、安全性好而受到欢迎。然而，随着三元锂电池安全问题的逐步完善和解决，高能量密度的优势得以发挥，越来越多……

企业和型号已经采用了三元锂电池。未来，如果石墨烯电池和铝空气电池投入使用，动力电池和电动汽车领域将面临变化。

[第页]

四种电池的分析

合格的锂电池的基本组成部分包括外壳、阳极材料、阴极材料、隔膜、电解质等。其中，阴极材料对锂电池的能量密度、安全性和循环寿命起着决定性作用，占锂电池成本的40%，其技术发展变得尤为关键。

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。

三元的

三元锂聚合物是一种以锂镍钴锰为正极材料的锂电池。锂离子电池的正极材料有很多，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。动力电池一直被认为是电动汽车发展中最关键的一环。目前，锂电池的正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂和锰酸锂。第一电气网统计的八大企业在售的13款车型中，有6款车型使用三元锂电池，且集中在2014年及以后推出的车型中。磷酸铁锂电池仍占一半，还有磷酸铁锂和锰酸锂等电池应用。

型号名称

车辆型号

电池类型

电池容量

工作范围

巴威EV160

BJ7000B3D1-宝马

磷酸铁锂

25.6千瓦时

160公里

巴威EV200

bj7001b3d-BEV公司

三元锂

30.4千瓦时

200公里

巴威ES210

BJ7000C7H1-发动机

三元镍酸锂

38千瓦时

175公里

奇瑞eQ

7000平方米

三元锂

22.3千瓦时

170公里

江淮iEV4

hfc7000年/年

磷酸铁锂

19.2千瓦时

160公里

江淮iEV5

hfc7001电子伏

三元锂

23千瓦时

170公里

赛克E50

CSA7000BEV型

磷酸铁锂

18千瓦时

120公里

截止日期e6

QCJ7006BEVF公司

磷酸铁锂

63.4千瓦时

300公里

藤市

qcj7007电动汽车

磷酸铁锂

47.5千瓦时

250公里

吉利志斗

sma7000倍01

……

三元锂

15.3千瓦时

150公里

齐振振峰

DFL7000B2BEV公司

锰酸锂

24千瓦时

175公里

比亚迪：磷酸亚铁锂、磷酸铁锰锂。

在进入汽车制造领域之前，比亚迪致力于电池产品的研发，这为比亚迪新能源汽车的发展提供了独特的优势。比亚迪e6、秦、电动公交车、专用车等产品的电池均为自产自销。

Byd电池

比亚迪e6是国内电动车中续航里程最长的，搭载63kWh磷酸铁锂电池，续航里程300公里。目前，比亚迪磷酸铁锂电池芯的能量密度约为130Wh/kg，不如三元材料。因此，比亚迪在车内装载了大量电池，以提高续航里程。磷酸亚铁锂的优点在于其稳定性和耐用性。e6在出租车运营中的实际表现可以证明：自2010年以来，深圳投入运营的850辆e6电动出租车累计总里程近3亿公里，自行车最大里程超过67万公里。

磷酸亚铁锂是比亚迪新能源汽车的主要电池路线，比亚迪也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最新目录显示，新款比亚迪e6将搭载全新的磷酸铁锰锂电池，续航里程将增至400公里。虽然电池容量增加了19kWh，但电池的整体质量减少了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。

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

戴姆勒也看中了比亚迪的电池技术。双方合作打造的腾势电动汽车采用比亚迪磷酸铁锂电池。新车上市不到一年，但从e6的性能可以看出电池的寿命和稳定性。腾势搭载47.5kWh电池，综合续航里程超过250公里。如果比亚迪将磷酸铁锰锂调整为主要电池方向，未来也可能用于腾势汽车，以进一步提高续航里程。

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SAIC：磷酸亚铁锂，氢燃料电池。

上汽荣威E50纯电动汽车采用磷酸铁锂电池，由有限公司提供，该公司是上海和A123的合资企业。E50配备了18kWh的电池，综合巡航里程为120公里。与市场上大多数电动汽车相比，续航里程显然并不占主导地位。自2012年上市以来，上汽集团一直没有对这款精品车进行升级。再加上高昂的价格，E50去年仅售出400多辆汽车。

与纯电动汽车的“停摆”相比，上汽似乎更专注于燃料电池汽车的发展。荣威950插电式燃料电池汽车是上汽集团开发的第四代燃料电池汽车。上汽集团采用插电式燃料电池技术路径，除燃料电池组外，还配备了电驱动发动机。该车的巡航里程可达400公里，加氢仅需3-5分钟，在零下20℃的温度下即可启动。它还具有外部电源的发电功能，包括电动汽车在内的其他电器的充电功能可以通过插入式转换器实现。

上汽荣威950插电式燃料电池汽车

北汽新能源：磷酸亚铁锂和三元锂。

北汽新能源的首款电动汽车E150EV采用磷酸铁锂电池，从21千瓦时升级为25.6千瓦时，综合续航里程为160公里。在上一个y的末尾……

r、 北汽新能源发布了新一代电动汽车EV200和ES210，并开始采用三元锂电池。

EV200搭载30.4kW三元锂电池，续航里程200公里

在综合工作条件下。ES210配备了38kWh的锂电池，综合巡航里程超过175公里。北汽新能源使用的三元电池由有限公司（北汽与SK成立）提供。官方宣布，该电池在充满电和放电3000多次后，容量衰减率不到20%。

尽管三元电池发展势头强劲，但北汽新能源并未放弃磷酸铁锂电池路线。今年新推出的EV160相当于EV200的另一个电池版本，除了电池类型不同外，外观和配置相同。EV160搭载25.6kWh磷酸铁锂电池，综合续航里程160公里。电池由ATL Puulaid提供，这是北汽早先与ATL合作成立的电池公司。根据北汽新能源今年1-4月的产量，电动汽车系列磷酸亚铁锂车型和三元锂车型的份额接近1:1，消费者很快接受了三元锂的车型。

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江淮：磷酸亚铁锂、三元锂。

江淮iEV4和前三代电动汽车均使用磷酸铁锂电池（推广8000多辆），由国轩高科技提供。iEV4配备了19.2kWh的电池，续航里程为160公里。

在新一代电动汽车iEV5上，江淮汽车开始采用镍钴铝三元电池，该电池由天津力神供应。搭载23kWh电池的iEV5续航里程可达200公里。无论是续航里程、速度还是配置，iEV5都遥遥领先于第四代车型，补贴价格控制在9万元以内，性价比很高。使用三元材料可以在“里程”和“成本”之间找到良好的平衡。iEV5上市一个月后，销量已经超过500辆。

江淮iEV5

晨风：锰酸锂

启辰晨风是一款以日产聆风为基础，借助日产成熟的锂电池技术，在中国实现本土化的电动汽车。晨风电动汽车采用锰酸铁电池，由192个电池单元组成，总重量不到200公斤。该车的综合巡航里程为175公里。

与磷酸亚铁锂、钴酸锂和三元电池相比，锰酸锂电池有优点也有缺点。锰酸锂的能量密度、热稳定性和成本居中，热稳定性相对较差。启辰的晨风采用自然空气冷却和非固化电解质，改变电子的移动速度，防止电池过热。

吉利（知豆）：三元锂，磷酸亚铁锂。

吉利和新海洋生产的知豆电动汽车有两个版本：三元锂电池和磷酸铁锂电池。知豆D1和D2的三元锂版本均配备15kWh电池，续航里程为150km。知豆D1磷酸亚铁锂版搭载12kWh电池，续航里程超过80公里。

知豆D2电动汽车

奇瑞：三元锂

奇瑞目前热销的高速锂电池车型已经投入到三元锂的“怀抱”中。eQ车型搭载22.3kWh电池，综合续航里程170公里，电池由浙江万向亿能电力公司提供。2010年，奇瑞推出了一款搭载磷酸铁锂电池的瑞奇M1EV电动汽车，但目前已基本停产。

众泰：三元锂

众泰云100搭载17.76kWh三元锂电池，续航里程150公里。与奇瑞类似，众泰的老款电动汽车5008EV和M300EV基本停产，未来即将推出的新电动汽车芝麻E30、E200A和E200B可能全部转向三元锂电池。

动力电池技术仍在发展和进步。在过去的几年里，磷酸铁锂电池因其寿命长、安全性好而受到欢迎。然而，随着三元锂电池安全问题的逐步完善和解决，高能量密度的优势得以发挥，越来越多……

企业和型号已经采用了三元锂电池。未来，如果石墨烯电池和铝空气电池投入使用，动力电池和电动汽车领域将面临变化。

[第页]

四种电池的分析

合格的锂电池的基本组成部分包括外壳、阳极材料、阴极材料、隔膜、电解质等。其中，阴极材料对锂电池的能量密度、安全性和循环寿命起着决定性作用，占锂电池成本的40%，其技术发展变得尤为关键。

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。

三元的

三元锂聚合物是一种以锂镍钴锰为正极材料的锂电池。锂离子电池的正极材料有很多，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。

0

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的理想正极材料……

s.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蓄电池的体积比钴酸锂等锂离子电池的体积大，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。

[第页]

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。

1

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，这在市场上是无法承受的。

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。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。

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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，单个磷酸铁锂的使用寿命……

电池超过2000次，但电池组的使用寿命将大大缩短，可能会缩短500次。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。

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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。

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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、循环性能差的缺点已经很大……

改进（万里新能源典型值为123mAh/g，400次，高循环典型值为107mAh/g（2000次））。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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