2020-05-02 22:04:47
聊聊各种锂电池技术的比较，直接上干货。
我将主流的五种动力电池类型汇总后按照技术难度、续航能力、动力、制造成本、寿命、安全进行了六个维度的比较。每种类型的动力电池各有其优势和劣势。
上三张图，我自己做的。
稍微解释一下续航能力和动力的区别；以及制造成本和使用寿命的辩证关系。
续航能力就是持久力，充满一次电可以跑多久。动力就是力度，影响车的马力、加速度、最高速度等。
制造成本和寿命也需要辩证的看。有些技术造出来的电池成本是很低，但是能用的时间短，综合考虑其实成本还不如贵但耐用的电池。
下面我将逐一介绍。
一、镍钴锰锂NCM 三元锂电池
发明时间：2008年
正极成分：LibNi1–x–yCoxMnyO2
龙头企业：宁德时代、LG Chem
当下最主流的新能源车动力电池。
类型从532到622到811逐步升级。数字代表了镍钴锰三种化学元素的含量。不断升级的主要效果有两个，一个是减少了金属钴的使用量，进而降低了成本。钴产量少，且贵。
中国又贫钴，目前50%以上的产量在刚果。另一个效果是提高了能量密度。提高能量密度后，同等重量和体积的电池，可以让车跑的更远。
但是钴的减少镍的增加会导致电池的稳定性变差，需要更高的技术来解决。
解决主要从三个方面来进行。一个是电池单体的升级，在保证稳定的前提下，电池单体越做越大，材料使用效率越来越高。
从532到622到811逐步升级就是电池单体的升级。
另一个方面是电池单体的组合方式进行升级。宁德时代的cell to pack （CTP）和比亚迪的刀片电池都是指这种升级。
一台电动车的动力电池由几千个电池单体串联+并联组合而成。这几千个电池以什么样的方式来排列组合，是各大电池厂商和整车厂商一直在优化的事情。
我认为未来的趋势会有两个：
1、针对单个品牌车型设计个性化封装（pack）方案，尽最大可能将车和电池进行一体化设计。这个将由头部整车厂和电池厂商共同完成；
2、出台若干种针对不同车型的标准化高效整体解决方案，降低设计成本。头部的电池厂商可能都在朝这个方向努力。
第三个方面，是电池管理系统的升级。
前面说到，一台电动车的动力电池由几千个电池单体串联+并联组合而成。让几千个电池单体同心协力合作驱动一辆车需要很高的技术水平。
管理电池的系统叫做battery management system，简称BMS或者电池管理系统。特斯拉的车目前性能最好，一方面得益于和松下十几年的长期合作。另一方面也是自研的电池管理系统够牛逼。能够让电池发挥出很高的水平同时还保持稳定。
讲到BMS多提一点。
电动汽车经常被诟病容易自燃、起火，导致的原因其实有多种，一个是电池本身的问题，一个是电池管理系统的问题，还有可能是电池外部排线、车身的问题。
究其原因，是随着电池的能力密度越来越高，对电池所运行环境的要求也越来越高。所以对电池运行各个环节的要求也越来越精细，有一个地方出了问题，都可能连累其他的部分。
所以一辆车的电池是否安全，会不会自燃，其实早就不是电池本身是否安全的问题了。
甚至，电池性能的发挥，也不仅仅取决于电池本身。同一块电池放在不同品牌的两辆车上，发挥出的效果可能也会天差地别。
究其原因，就是新能源车的动力电池对外部环境的要求会更为敏感，或者说和燃油车不太一样。
而改善这一情况，就需要整车厂和电池厂商，甚至包括获取驾驶数据的软件公司，共同合作。
而这里面涉及的无数个细节，都要靠大量的实验室试验、以年计算、以百万车主为单位的真实驾驶数据来积累。这也是动力电池门槛高的核心原因。
从这个逻辑出发，谁掌握了新能源车驾驶的大数据，谁就具备了技术改善的前提条件，也就更有希望能够主宰未来的新能源车市场。
在这方面，先行者的优势，甚至可以和谷歌、抖音/tiktok等互联网公司相提并论。而这，也是我坚定看好特斯拉和宁德时代以及相关产业链的核心原因。
而比亚迪，因为同时有整车和电池业务，也会有着很好的协同效益（synergy）。
华为在回答自己为什么不去做电池的时候是这样解释的：电池属于高危险的化工产业，且劳动密集，不属于我们的愿意去涉及的产业。这也侧面印证了该行业的进入壁垒（entry barrier）很高。
二、镍钴铝锂NCA 三元锂电池
发明时间：1999年
正极成分：LibNi0.8Co0.15Al0.05O2
龙头企业：松下
NCA和前面说的NCM非常类似，不同的是把锰换成了铝。由于松下技术水平高超的原因，现在能量密度方面和制造成本会稍微优于NCM一点点，但是并不明显。
NCA的制造工艺相较NCM会更难一些，所以目前主流厂商中只有特斯拉的供应商松下采用了这种工艺，其他都是NCM。
特斯拉老板马斯克本身也并不是NCA的死忠粉，所以未来随着LG Chem和宁德时代进入其供应链，我们也将很快见到NCM作为正极材料的特斯拉电池。
