都是蓄电池，它们凭什么更优秀？

你晓得天下上第一枚蓄电池是谁、于什么时辰发现的吗？

实在早在 160 多年前的 1859 年，法国的 Gaston Planté（普兰特）就发现了最早蓄电池，严酷来说是铅酸蓄电池（Pb），这类电池优点是能供给很是稳定的电流，直至现在仍有被用作汽车 12V 的小电瓶；弱点是密度低，且金属铅对情况有害、硫酸作为电解液具有较强的腐蚀性。

▲ 铅酸蓄电池

尔前面的镍铁电池（Ni-Fe），则是我们熟悉的发现大王爱迪生于 1890 年发现的，这类电池的电流输出稳定性较差，但利用寿命比力长 —— 不外它在市场的本钱、密度、性能等综合上风并不大，现在已很少能看到这类蓄电池的身影了。

▲ 爱迪生 Exide 公司的镍铁电池产物

再后来的镍镉电池和镍氢电池的势头起来了，其中镍镉电池（Ni-Cd）能具有稳定的放电电压，1.2V 跟碱性电池的 1.5V 电压附近，是以这类电池常常做成普通一次性干电池的样子，甚至是取代它们；但它的弱点也很是明显，除了镉作为重金属会净化情况外，自放电效应也较大，即使在不用的时辰也轻易出现电量消耗，更要命的是有记忆效应 —— 这也是早期功妙手机时代的电池需要耗完电再充电的缘由。

▲ 多个品牌的镍镉电池

而镍氢电池（Ni-MH），是镍镉电池的进阶版，用储氢金属来取代镉，一来更环保、二来容量更高，重要的是记忆效应要比镍镉电池弱很多，而且现在改良后的镍氢电池自放电效应也更弱些 —— 现在我们仍能在市道上找到 5 号、7 号规格的镍氢蓄电池，甚至是镍镉蓄电池。

▲ 被戏称为「爱妻子」的松下 eneloop 镍氢电池

直到锂离子电池（Li-ion）的出现，蓄电池的历史起头被改写。

首先需要诠释一下，严酷意义上的「锂电池」，实在是「锂原电池」的简称，是以纯态锂金属为材料的一次性电池，并非蓄电池；而坊间所说的「锂电池」，实在是指「锂离子电池」大概前面提到的「锂离子聚合物电池」。

▲ 笔记本上的锂离子电池

首先锂离子电池是依靠锂离子在电池内两极间移动来工作的，它具有比上面提到的电池更高的能量密度、无记忆效应、极低的自放电效应（质量差的锂离子电池除外），而最大的弱点就是稳定性较差，相对较轻易起火，平安性相对较差 —— 但平安性是可以提升的，只不外本钱会变高。

锂离子电池已成为我们现在最多见的电池品种，而究竟上它的商用时候并不算长，它的应用也并不是一挥而就的 —— 英国化学家 Michael Stanley Whittingham 在 1970 年初次提出「锂离子电池」这一概念，后经过量人对平安性和稳定性的改良，最初在 1991 年，由索尼和旭化成这两家公司正式将其开启商用化，这才为我们数码天下的掀开新篇章。

而前面稍稍提到的「锂离子聚合物电池（Li-Poly）」，实在是以（凝胶状）固态的聚合物来取代锂离子电池的有机溶液，其本钱更低、电池的外型更多样（可做薄），而弱点是能量密度略低些（但相对平安点） —— 现在的手机大多用的是这类电池。

明天，锂离子电池仍在成长阶段，就算是锂离子电池也分为多种分歧的品种，而傍边首要以正极材料的分歧作区分，究竟它决议了电池平安性、耐老化性和容量的上限。

现在我们较常见的几种锂离子电池有：铁酸锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、镍酸锂电池、三元锂电池、磷酸铁锂电池等等；而在我们电动汽车范畴，最常闻声的两种锂离子电池范例别离是「三元锂电池」，和「磷酸铁锂电池」。

▲ 电动汽车上的动力电池组

其中磷酸铁锂电池（LiFePO4），是德克萨斯大学相关职员于 1996 年初次提出概念的，磷酸铁具有杰出的电化学性质和较低的电阻，能获得较高的额定电流，又由于铁、磷在自然界中较轻易获得，是以制造本钱相对更低；别的磷酸铁锂电池的热稳定性高，大要在 500℃ 以上才会分化，平安性较高，而且寿命较长（循环次数长） —— 合适作为电动汽车的动力电池利用。

不外磷酸铁锂电池在高温状态下会性能会下降，而温度太高又会收缩利用寿命，是以将其作为电动汽车动力电池时，需要引入较为智能的电源温控系统来保障电池的性能和寿命；其次，密度相对较低也是它另一个较大的弱点。

▲ 电动汽车上的封装了电池组的底盘

至于三元锂电池，实在是一种简单的说法，通常为指「镍钴锰酸锂电池（LiNiMnCoO2）」（有的是镍钴铝酸锂电池（LiNiCoAlO2）），由于比起别的的锂电池，它正极含有除锂之外的镍、钴、锰三种元素，是以称之为「三元（材料）锂电池」。

三元锂电池可以看做是现在商用阶段最为先辈的锂离子电池，它操纵了镍的比能量高特征（但稳定性差）、锰的内阻低特征（但能量低），再加上钴元素作为稳定结构（能提升循环寿命），使得三元锂电池具有高密度、较长的循环寿命，适适用作高性能的动力电池。

不外它的很多优弱点是跟磷酸铁锂电池相对的，例如三元锂电池密度高，但稳定性较差，大要在 300℃左右就起头分化，平安性相对差些，不惧高温但惧怕高温，而循环寿命低于磷酸铁锂电池（是以一些车厂倡议平常将三元锂电池的汽车电量保持在 20%~80% 之间），别的本钱也相对较高。

现在三元锂电池的成长重点在「钴」上，究竟「钴」作为稀有的贵金属，它控制着全部电池的本钱门坎，是以很多电池开辟商动手控制钴的含量，提升镍的含量，这样的成果一来能下降本钱，同时提升密度，但结果是会下降循环寿命，若何控制这个比例到达性能和本钱的平衡就是一门学问了，也许未来能找到钴的「平替」计划，三元锂电池的本钱才会真正地降下来。

人们总是在追求多快好省，电池技术也一样，蓄电池成长的瓶颈随着电动汽车对动力电池需求也终究冲破了一丢丢，新的电池技术仍在路上。

例如很多电池厂商已经起头研发「固态电池」—— 实在它是在锂离子电池根本上演变的一种新形状电池，将原本普通锂离子电池的电解液，大概锂离子聚合物电池的凝胶状固态的聚合物，以及隔膜更换为固态的电池质；而理论上它既保证了能量密度、循环寿命，同时具有耐高温、不成燃等特征，远景可期。不外市场普遍猜测固态电池的时代还没那末快到来，而何处厢蔚来已经口头上公布明年将量产（半）固态电池，能否失实惟有等时候来证实了。

除了锂离子电池，国内的电池龙头商宁德时代已经公布了第一代高能量密度的钠离子电池，电芯密度能到达 160Wh/kg，支持快充、耐高温等性能，不外现阶段产物性能仍略低于磷酸铁锂电池，而宁德时代下一步会将能量密度提升到 200Wh/kg，且计划于后年构成根基的产业链。