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　　依據GB/T31484GB/T31485GB/T31486檢測標準，分別選取國內外不同材料不同封裝形式(軟包方形硬殼和圓柱形卷繞)的電池樣品進行對標分析，其中包括比較成熟的國內4款磷酸鐵鋰蓄電池3款三元材料電池和1款錳酸鋰材料電池，以及2款日韓系三元材料電池，如下表所示試驗對象均為電池模塊。

　　能量密度對比

　　電池樣品的能量密度對比如下表所示可以看出，對標測試的磷酸鐵鋰電池單體能量密度在109～143(Wh)/kg之間三元及錳酸鋰電池能量密度在130～195(Wh)/kg之間，F型36Ah軟包裝三元電池能量密度最高達到194.93(Wh)/kg，J型35Ah錳酸鋰電池接近130(Wh)/kg總的來說，三元材料電池能量密度高于磷酸鐵鋰電池，國內最好的磷酸鐵鋰能量密度可以達到143(Wh)/kg。

　　組成模組后，由于連接件及固定支架的原因，能量密度均有所下降，比能量損失率見上表。其中F型36Ah軟包裝三元電池模組能量密度損失最大，主要原因是含有散熱裝置和外殼，且出于模組安全性考量設計的金屬外殼材質較厚;A42Ah方形硬殼磷酸鐵鋰電池和E型33Ah方形硬殼三元電池組成模塊后能量密度損失最小，主要是未包含模塊外殼，無固定裝置，僅增加了連接片的重量動力電池模塊和系統能量密度，是電動車能否在未來市場媲美傳統燃油汽車的關鍵未來動力電池模塊及電池系統輕量化設計，是提高電動汽車續航里程的關鍵技術。

　　低溫性能比較

　　汽車用動力電池的低溫性能是制約冬季電動車使用效率的瓶頸動力電池的低溫性能主要受電解液正負極材料等因素的影響在低溫環境下，電解液部分溶劑凝固，造成電子遷移困難，電導率降低;離子在電解液中受阻很大，離子遷移緩慢，導致動力電池充放電效率降低電池樣品的-20℃低溫放電性能比較如下圖所示可以看出，磷酸鐵鋰電池在-20℃放電曲線差異較大，可以表征為低溫下磷酸鐵鋰電池內阻不同D型270Ah方形硬殼磷酸鐵鋰電池放電初始壓降最小，低溫性能最好三元材料電池的低溫放電曲線趨勢一致，低溫放電性能總體要好于磷酸鐵鋰材料電池由于不同的低溫放電深度各有不同，故H型28Ah軟包裝三元電池的放電曲線稍短三元材料電池中I型6.3Ah圓柱形卷繞三元電池低溫下內阻最大，電壓平臺低，低溫性能最差。

　　高溫性能對比

　　高溫情況下，電池內部離子移動速度增大，濃差極化和電化學極化減輕，極化內阻減小，電池內部化學反應熱增大，過分高溫會使隔膜發生收縮，電解液發生副反應，造成電池壽命穩定性降低GB/T31486要求電池在室溫下充滿電，55℃高溫下儲存5h后評價動力電池的放電容量電池樣品的高溫放電性能比較如圖2所示。

　　可以看出，磷酸鐵鋰和三元材料電池在高溫下放電容量均是初始容量的100%以上在溫度高于室溫情況下，電池內部熱傳導率增大，電解液活性增強，內部極化內阻減小，55℃放電容量優于室溫放電容量。

　　充放電倍率特性對比

　　GB/T31486以動力電池在3C電流強度放電來考核其放電倍率;以2C電流強度充電，且充電時長控制在30min內，來考核電池的充電倍率特性。放電倍率特性對比如圖3所示；充電倍率特性對比如圖4所示。

　　由圖3可以看出，磷酸鐵鋰和三元材料電池的倍率放電容量均在96.7%以上，其中B型50Ah方形硬殼磷酸鐵鋰電池以8C放電電流放電，放電容量是初始容量的99.6%按照GB/T31486的要求，動力電池充放電倍率檢測只進行一次倍率評價，而高倍率循環對電池壽命的影響還需進一步測試目前，GB/T標準未對倍率循環后的能量衰減做出要求，無法量化考核大電流沖擊對電池循環壽命的影響，這一點還有待完善圖4中磷酸鐵鋰和三元材料電池的充電倍率性能均高于國標要求的初始能量的80%以上在選型的10個樣品中，磷酸鐵鋰電池的充電倍率特性要優于三元材料電池鋰離子電池的充放電倍率特性決定了可以以多大的速度將能量存儲在電池里;或者以多大的速度將能量從電池中釋放出來倍率指標是電池能否作為車用能源系統的關鍵鋰離子電池的充放電倍率性能，與鋰離子在正負極電解液以及它們在界面的遷移能力和電池內部散熱速率有關。因此，想要提高和改善充放電倍率特性，要從鋰離子遷移速率和散熱速率兩方面著手，主要方法有:（1）提高正負極鋰離子擴散能力;（2）提高電解質離子電導率；（3）降低電池內阻;（4）電池內部熱場均衡。

　　存儲性能對比

　　GB/T31486要求動力電池模塊充滿電，室溫下以1C放電30min后，在45±2℃下儲存28天，評價電池的容量恢復能力電池樣品儲存性能對比如圖5所示。

　　可以看出，經過28天的儲存后，大部分電池容量恢復率在97%以上，部分磷酸鐵鋰電池和三元電池的恢復率高于電池初始容量。

　　小結

　　目前國外以三元材料動力電池為主，國內磷酸鐵鋰和三元材料動力電池均有成熟產品對標測試研究表明，雖然三元材料能量密度優于磷酸鐵鋰材料，但國內較好的磷酸鐵鋰電池的能量密度也能達到143(Wh)/kg;在低溫特性方面，磷酸鐵鋰材料電池的低溫性能要劣于三元材料電池，充電倍率特性要優于三元材料電池;但是，動力電池由單體組成模塊后，能量密度損失較大;GB/T標準缺少高倍率循環對電池容量衰減的考核，這一點還需要進一步完善。

　　盤點：全球掌握核心科技的動力電池巨頭

　　烯碳資訊

　　全球電動汽車持續升溫，各大廠家爭先恐后地投資研發。作為其核心，全球范圍內來看，主流電動汽車和最具代表性電動汽車的動力電池技術都是哪些廠商提供的呢？動力電池的核心技術掌握在哪些廠商的手中呢？

　　松 下

　　松下是特斯拉電動汽車的獨家鋰電池供應商，也是世界知名的電池制造商。特斯拉的電池組件相對便宜（雖然可以找到更便宜的鋰電池，但是功率及熱性能不是很好）。據悉目前雙方正在美國建設面向純電動汽車蓄電池的超級工廠，通過提升電池技術和分攤電池規模化生產成本來進一步降低電池的整體成本。特斯拉MODEL S的電池為松下生產的18650型產品，電池組容量高達85千瓦時，實際上這個電池組由8142個3.4安時電池組成，日本住友化學為松下提供用于生產鋰電池的耐熱隔膜。

　　AESC

　　AESC是日產汽車和日本NEC的合資公司，日產Leaf（聆風）采用了AESC的電池，其電池單元在日本座間工廠生產，之后運到追浜工廠組裝成電池包。與鎳氫電池相比，AESC的鋰電池可提供近兩倍的電力容量，而其獨特的層壓式結構，也讓鋰電池模組的體積更為輕巧實用。同時，NEC開發的錳金屬制成的電極，擁有更佳的穩定性，片狀結構也有助于散熱效能。據悉，在真車行駛實驗中，不但電池的安全性得到了驗證，還實現了行駛100000公里以上的超長使用壽命。

　　LG化學

　　LG化學以石油化學、信息電子材料、二次電池等三個事業為中心，雪佛蘭Volt沃藍達汽車就是使用了韓國LG化學研發的三元鋰離子電池。該電池單元采用層壓型設計，共配備了192個電池單元。為了提高散熱性，以兩個層壓型單元為一組，在這兩個單元之間配置散熱板，制成“單元群”。配置方式采用了現行的安裝于中央通道和后座下方的T字型方式。LG化學公司還為雷諾Zoe電動車、雪佛蘭斯帕可、福特福克斯電動車、沃爾沃V60和XC90T8插電式混動車等車型提供電池技術。

　　三星SDI

　　三星SDI（中國）是指中國三星的顯像管生產部門，由于顯示技術液晶化，目前轉行生產鋰電池包（battery pack），三星SDI將中國市場視為全球汽車電池市場上最重要的市場之一，為了在高速發展的中國電動汽車市場搶占先機，在眾多國際電池制造企業中，三星SDI率先在中國建成了專門生產汽車動力電池的工廠，并投入批量生產。

　　早在2014年8月份，三星環新（西安）動力電池有限公司（簡稱“三星環新”）的汽車動力電池項目在西安開工建設，將成為全國最大的汽車動力電池生產基地。

　　于2015年10月份竣工的三星SDI西安工廠擁有年產4萬臺高性能汽車動力（純電動EV標準）電池的最尖端生產線，生產線涵蓋了生產汽車動力電池單元與模塊的全工藝流程。正式投產的西安工廠不僅向現有的國際OEM企業供應電池，三星環新與東風襄陽旅行車有限公司簽訂了新能源汽車綠色供應鏈戰略合作協議書。三星SDI還向鄭州宇通客車、北汽福田供應電池。目前已與中國本地十余家商用車及轎車企業簽署了供應動力電池的協議，并已開始供應產品。

　　江森-薩福特JohnsonControls-Saft

　　美國江森-薩福特（JohnsonControls-Saft）由美國江森自控和法國Saft公司合資組建，主要從事鋰離子汽車電池的開發和制造，工廠位于法國那薩科（Nersac）。作為世界上首款搭載鋰電池的量產混合動力車型,奔馳S400混合動力車也是值得一提的，它真正意義實現了“綠色豪華”。該車就使用了來自江森-薩福特的動力電池。奔馳S400混合動力車搭載的鋰離子電池擁有很高的能量密度、更大的電力效率,使發動機艙內的布局和主要內部空間保持不變，而更輕的重量也可以使整車前后重量分配比更容易達到最優。

　　比亞迪

　　作為中國電動汽車的代表之一，比亞迪電動汽車原來一直采用自行研制的磷酸鐵離子電池，因為其熱穩定性是目前車用鋰電池中最好的，但近兩年開始在部分新車型上逐步擴展三元鋰電池的使用。眾所周知，比亞迪最早研究鋰電池就是從磷酸鐵鋰入手的，而且數年來一直堅持使用磷酸鐵鋰電池并取得了非凡的成就，是其在電動汽車領域遙遙領先的基礎，但是隨著技術和市場的發展，比亞迪需要快速在三元鋰電池上重新建立領先優勢。

　　縱觀整個市場，一個很有意思的事情是，雖然電動汽車市場越做越大,但動力電池市場卻相對越來越集中——松下、LG化學和三星SDI這三大巨頭占據了很大的市場份額。此外，值得一提的是，日本和美國的相關企業，在燃料電池領域站在了絕對上游的位置。在產業鏈完善方面，日本和美國企業也更加成熟，從底層研發到生產配套，再到品牌包裝，均有專業的廠商在做。

　　相應地，中國自主品牌電動車的相關技術也大都借鑒于此，比如有的國產電動車的電池來自日本TDK，也有使用三洋技術的，這有點類似于自主品牌汽車的發動機早前廣泛依賴國外技術一樣不過隨著電動汽車的市場化步伐越來越快，動力電池的競爭也越來越激烈，5年之后的市場格局，還真難說一定會怎樣，我們拭目以待！

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