新能源汽车动力电池经过多年发展，到现在逐渐形成了以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主导，并且“两分天下”的格局。根据有关数据显示，在年国内动力电池产量当中，三元锂电池占比达到了58.1%、磷酸铁锂电池占比达到了41.4%。
那么，什么是三元锂电池和磷酸铁锂电池？它们的区别在哪里？今天，小编就为大家讲讲新能源汽车动力电池的“黑科技”......
什么是三元锂和磷酸铁锂电池
人们使用电池的历史非常久远，对于新能源电动汽车来说，目前使用最多的还是三元锂电池和磷酸铁锂电池。
三元锂电池，是指用三种不同材料作为正极的电池，这三种材料往往是镍（N）钴（C）锰（M）或者是镍（N）钴（C）铝（Al）。其中，镍的主要作用是提升电池能量密度，是提升续航里程的主要突破口，另外两种材料起到的作用则是提高电池的安全性和稳定性。
磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂（LiFePO4）作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池。两者的充放电原理其实是相似的：在充放电过程中，锂离子在正负极之间自由脱出和嵌入，同时释放出电子为外界提供能量。然而由于材料以及结构上的差异，两种电池在性能上存在差异。
三元锂电池和磷酸铁锂电池差异
实验对比发现，磷酸铁锂电池在安全性、使用寿命方面要优于三元锂电池，但在能量密度方面却有所不足。磷酸铁锂的化学性能稳定，在摄氏度以上的高温下也不太容易分解，而三元锂在度左右的温度下就会发生分解并释放氧分子，容易引发热失控。此外，磷酸铁锂电池的充放电循环寿命更长，在进行相同次数的充放电循环后，能量剩余量优于三元锂电池。磷酸铁锂最大的短板在于能量密度。而三元锂电池通过将镍钴锰的材料配比从5:2:3调整到6:2:2再到8:1:1，“高镍”使其大大提升了电池能量密度，改善了新能源电动汽车的续航里程短板，但与此同时也带来了的不利影响——安全性和循环寿命的降低。安全性、使用寿命、能量密度，如何做到三者兼顾呢？基于磷酸铁锂技术的“刀片电池”结构创新，大幅提高了体积利用率，达到了高能量密度与三元锂电池的同等水平。
“刀片电池”的伟大突破
年初比亚迪发布了”刀片电池“。“刀片电池”具有高安全、长续航和长寿命的特点。
1、全新技术超高安全
高安全，体现在电芯材料安全性和电池包结构强度安全性上。“刀片电池”的本质其实是磷酸铁锂电池，其热失控温度高于三元锂电池，放热速率和放热量低于三元锂电池，相对更加稳定。“刀片电池”密排成组，结合托盘、液冷板的配合设计，形成了三明治式的蜂窝铝结构，不仅大幅提高电池系统的结构强度，还创新地作为整车承力结构的一部分，在45T重的大卡车碾压下无任何变形、起火冒烟等情况发生，铸就了超高的结构防护安全。此外，比亚迪还从七个维度、四个层级全面考虑电池安全，在每个维度跟层级都有对应的防护措施。“四个层级”指的是单体、模组、电池包、系统，“七个维度”指的是可靠连接、高压防护、碰撞、过充、短路和热失控，全方位有效保护电池安全。
前不久，在比亚迪实验室重现了行业中最为严苛的针刺实验，“刀片电池”在电芯被钢针刺穿后表面温度依然稳定，始终维持在30-60摄氏度，没有出现燃烧等热失控现象。
2、全新技术超长续航
为了解决能量密度不及三元锂电池的问题，”刀片电池“率先采用了全新的结构设计。
长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电池通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面，电芯密排成组的方式大幅削减了电池包体内部的电气连接件，将宝贵的空间留给电芯，电池系统的体积利用率相比三元电池提升了50%，在磷酸铁锂电池能量密度处于劣势的情形下，使整车在搭载“刀片电池”后具备了同等三元锂电池的续航能力。比如首次搭载“刀片电池”的汉EV其NEDC续航里程就达到了公里。此外，为了维持冬季低温状态下的正常续航，刀片电池也作了一系列设计创新。其实任何化学体系的电池在低温下都存在电池活性降低的问题，也就意味着电池可用电量相比常温是减少的。刀片电池在电芯层面采用低温性能更好的电解液来降低电极界面阻抗，负极通过石墨颗粒二次构造和表面包覆的工艺优化，电池系统结构上通过系统创新，先进的热管理措施等，在-10度环境下可用电量依然达到90%以上，与三元锂电池处于同一水准。在电池热管理方面，刀片电池给电芯创造了一个度的保温环境，电芯顶部加盖保温棉，底部加装隔热护板，边框增加保温材料，首尾电芯增加保温效果最好的气凝胶与托盘相隔，相当于给电池穿上非常厚实的羽绒服，不“怕”冷。
3、全新技术超长寿命
电池正极材料本身的电化学特性决定了“刀片电池”的“长寿”。同时，得益于比亚迪优秀的电池管理算法以及严密的热管理设计，通过搭载在汉车型上进行的实验验证，“刀片电池”能做到等效里程超过万公里，远超整车设计寿命。
比亚迪将磷酸铁锂作为动力电池的主要研究方向，通过“刀片电池”充分展现出了超前的战略前瞻性和深厚的技术实力。未来，汽车动力电池还会有怎样的“黑科技”，值得我们共同期待！