清研科普 | 三元锂电池热稳定性不好，为什么大家还要用呢？

第一

三元锂电池确实不如磷酸铁锂电池安全，但起码都比钴酸锂电池安全啊！更不用说历史上事故率很大的早期锂金属电池了。

如下图，钴酸锂、镍钴铝酸锂(NCA)与三元锂(NCM)的放热速率是高低错落的小山峰，而磷酸铁锂正极材料不仅反应温度较高，且副反应放热速率低的离谱……

不同正极材料的热失控反应特性对比

放在整个锂电池体系中，三元锂与磷酸铁锂都是经历了重重淘汰后的优胜者，是两种都比较安全的电池。只不过，只剩它俩的情况下，人类还是喜欢比个高低，就显得三元锂不那么安全了。

第二

电池安全是一个系统工程，电芯的安全性并不代表最终系统的安全性。

电芯到电池系统

磷酸铁锂电芯的安全性更好，但它的能量密度比较低，特别是体积能量密度比较低（刀片电池有改善）。

这就意味着，在车上布置足够多的磷酸铁锂电池时，留给模组、电池包层面做安全措施的空间就会缩小。相反，三元锂电芯的能量密度比较高，留给模组、电池包层面做安全措施的空间就比较大。

所以说，最后谁更安全，还不好说。

第三

用户需要的不是绝对的性能或绝对的安全，而是性能、安全与成本的合理平衡点。站在2022年，我们处处可以看到性能、安全与成本的平衡。

例如，磷酸铁锂的能量密度越过了可用的临界点，大规模上车。当一辆电动车NEDC续航只有300公里时，那掐头去尾可能还真是没法用；而到了450公里时，就迈入了实用的范围，这时候性能就不再重要了，安全与成本更重要，所以我们看到了磷酸铁锂电池大量上车。

2021按材料类型划分的动力电池装车量

只要越过了“能用”这条线，将来钠离子电池也可能会上车。

再如，当安全风险越过了可以接受的边界时，就需要付出各种代价来削弱风险，人们就会对高性能电池产生疑虑。比如，超高容量的半固态电池，不会成为主流。

过去几年，当更高能量密度的电池量产后，都是以摧枯拉朽的优势进行全面替代。例如下图NCM811 电池在2020年的发展趋势[1]：

2020年中国高镍装机达到17.9GWh

而2022年蔚来推出150kWh电池包、高合推出160kWh电池包，虽然这两个品牌的客户消费能力比较强，但预期这两个电池包不会成为主流，至少不可能是以摧枯拉朽的优势全面替代。

这是因为人们出行需求是有上下限的，如果说NEDC的400公里是一个统计学上的“可用”下限，那800公里就是“够用”上限。低于下限给消费者带来的不便很大，高于上限则收益很小。

因此，面对这种超高能量密度、超大容量的电池包，就算是富人也需要考虑成本与收益了 —— 如果带来的出行效益增进不明显，成本却很高，那就无法形成全面优势，这也是一种权衡。

总之，我们不应该孤立地去看三元锂电芯是否安全，而应该从三个角度扩展视野。