动力电池包是电动车上的核心部件之一。当我们谈论电动汽车的时候，经常会听到这款车的动力电池包用是磷酸铁锂电池、镍钴锰三元锂电池或者镍钴铝三元锂电池。那这些不同名称的电池到底是什么意思呢？这些电池哪个更好呢。

(相关资料图)

其实，我们所谓的磷酸铁锂电池、镍钴锰三元锂电池或者镍钴铝三元锂电池，是用电池正极材料来简称一款单体电池。比如镍钴锰三元锂电池指的是正极材料采用镍钴锰酸锂化合物的单体锂电池。

我们都知道，锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液和外包装组成，其正负极材料采用储锂化合物。当电池循环时，锂离子在电解质中，通过隔膜在正负极之间进行交换，同时电子通过外电路在正负极之间移动，形成电流。

目前锂离子电池的负极一般使用碳材料，常见的是石墨碳。

而锂离子电池的正极材料一般为含锂的金属氧化物，比如LiFePO4，Li(NiCoMn)O2，Li(NiCoAl)O2这些就是我们常称为磷酸铁锂（LFP），镍钴锰三元锂（NCM）和镍钴铝三元锂（NCA）。NCM和NCA都属于三元锂，其中的“三元”指的就是镍钴锰或者镍钴铝三种元素。

首先我们聊一聊磷酸铁锂和三元锂的区别。

如上文解释的，磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。由于其不含钴等贵重元素，原料价格低，且磷、铁在地球上的资源含量丰富，所以磷酸铁锂电池的成本低。

由于材料的特性，磷酸铁锂电池的标称电压一般为3.2V，其能量密度较低，目前单体电池的能量密度一般能达到150Wh/Kg。

刀片电池

另外，由于磷酸铁锂材料结构上的特点，其倍率特性非常好（也就是快充快放能力比较强），而且电池循环寿命长，高温稳定性高（也就是安全性能好）。

但是，同样受限于材料的特质，磷酸铁锂电池的低温性能非常差，在低温情况下（如-20℃），电池的容量衰减很快，循环寿命急剧衰减。

目前常说的三元锂电池是指采用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂作为正极材料的锂离子电池。三元锂电池由于含有贵重金属钴，因此原料价格高，导致电池成本高。

目前三元锂电池的标称电压一般在3.7V，能量密度一般大于200Wh/Kg (目前有采用高镍的三元组合能达到260 Wh/Kg)，远高于磷酸铁锂电池。因此同样重量配置的三元锂电池，其续航里程要高于磷酸铁锂电池。

宁德时代麒麟电池

另外，由于材料的特点，三元锂电池的低温性能比磷酸铁锂电池要好。但是其高温稳定性比较差：从材料的角度，镍钴两种材料在200摄氏度左右眼就会发生分解，而磷酸铁锂材料的分解温度在800摄氏度左右。而且三元锂材料的化学反应更加剧烈，会释放氧分子，在高温作用下会加剧并发生连锁化学反应。简单来说，就是三元锂电池比磷酸铁锂电池的安全性要差。

说完了磷酸铁锂电池和三元锂电池的区别，我们再来聊聊三元锂电池序列里面的NCM三元锂电池和NCA三元锂电池的不同。

NCM三元锂电池的正极材料中，其实真正参与化学反应的是镍和钴。锰不参与化学反应，但起着稳定结构的重要作用。NCA三元锂，其实就是用Al替代了Mn，Al也同样不参与化学反应，只起稳定结构的作用。

NCA中，Al搭配镍钴，可以使镍含量得到一定的提升，从而实现更高的电池能量密度（一般来说，Ni含量越高，电池比容量越高；Co含量越高，电池倍率性能越好），因此同等条件下，搭载NCA电池的续航表现要高于搭载NCM的电池。

但是镍钴铝晶体结构较镍钴锰不稳定，容易在高温度的情况下，发生结构崩塌导致热失控，进而引发安全风险。同时NCA的电池循环性能比较差。而且NCA比NCM制造工艺要求高且成本高。

下表是我们讨论的LFP、NCM和NCA锂电池大概的特性对比。

三种材料电池对比

但是需要指出的是，我们上述讨论的都只是针对材料或者单体电池。其实搭载在电动车上的是一套动力电池包系统。整个电池包系统除了单体电池之外，还包括热管理系统、电池管理系统、高低压连接系统以及机械结构系统等。所以整个电池包系统的好坏，不仅仅是由单体电池的性能优劣决定的。基于单体电池的特点，针对性的进行能量策略管理和系统优化的电池包系统才是好的动力电池包。

所以，从电池包的层面来说，使用LFP和NCM以及NCA无所谓谁好谁坏，只是需要基于单体电池的特点，结合不同的用车环境，不同的开发目标侧重点（比如续航优先，成本优先或者性能优先），进行最终电池包性能指标的平衡。比如，一款应用NCA单体电池的电池包，只要热管理系统优秀，能量管理策略合理，完全可以规避其安全性差的缺点，实现与应用NCM电池包一样好的安全性能表现。