动力锂电池分类介绍

锂离子电池按正极材料不同，可以分为钴酸锂离子电池、三元电池（镍钴锰酸锂NCM或镍钴铝酸锂NCA）、锰酸锂离子电池、磷酸铁锂离子电池。其中三元电池NCM又可以按三种金属配比不同进行分类，如NCM111、NCM532、NCM622、NCM811等。

虽然钴酸锂离子电池能量密度高，但成本高、安全性差，因此重要被应用于3C领域。三元电池、磷酸铁锂离子电池、锰酸锂离子电池虽然能量密度方面不及钴酸锂离子电池，但因在安全性、循环性等方面优势明显，因此被广泛应用于动力锂电池领域。2017年，动力锂电池市场中磷酸铁锂和三元电池出货量几乎各占一半，锰酸锂离子电池占比较小。三元材料在电池能量密度、比功率、大倍率充电、耐低温性能等方面占据优势，但成本、循环性、安全性上弱于磷酸铁锂离子电池。加之政策引导因素，因此新能源汽车市场中，客车采用的电池以磷酸铁锂为主，轿车以三元电池为主。

三元电池可以看做是钴酸锂、锰酸锂和镍酸锂离子电池的混合升级版，中和了三种电池在能量密度和安全性、循环性方面的优缺点，成为动力锂电池领域主流技术路线之一。根据正极材料中镍钴锰三种金属比例不同，三元电池可以细分为NCM111、NCM532、NCM622、NCM811等。例如NCM532即为三元电池中镍、锰、钴的比例为5:3:2。一般来说，三元电池中，镍的含量越高，电池能量密度越高，但安全性越差。

目前动力锂电池行业最新技术为高镍三元锂离子电池，重要包括NCA和NCM811。其中，NCA为镍钴铝的混合，常见配比为8:1.5:0.5，单体能量密度可达300Wh/kg，高于目前能量上限约为280Wh/kg的NCM811电池，为目前世界上能量密度最高的锂离子电池。NCA生产环境极为严苛，生产成本及技术要求高。目前，关于最新的高镍三元锂离子电池技术，日韩重要选择NCA，但产量不高，重要的原因为市场需求不足。国内在NCA技术上仍不成熟，因此在高镍三元领域重要选择了NCM811。部分正极材料公司和电池公司已小批量出货，但商业化程度仍然较低。随着产业政策要求的不断升级、技术的不断成熟以及下游中高端车需求量的不断上升，预计2020年以后高镍电池的市场份额将逐步上升。2016年，上游三元正极材料出货量中NCM111、NCM523和NCM622占比分别为61%、34%和5%。但到2018年一季度，MCM111已经退出市场，NCM523占比上升为78%，成为行业主流；同时NCM622上升为14%，高镍三元材料亦有少量出货。

生产线方面，NCM532与NCM622电池基本可以通过改变配比实现在同一生产线上的生产。但由于高镍三元（NCM811、NCA）正极材料的高温合成、组装均需在纯氧氛围进行，且湿度控制要求在10%以下，因此要公司重新设计厂房和设备，难以与其他产品共用生产线。

动力锂电池按照形态和包装方法则分为圆柱电池、方型电池和软包电池。其中圆柱电池和方型电池属于硬包，外壳重要为钢壳或铝壳（价格低廉）。软包电池外壳重要为铝塑膜（价格昂贵）。

从发展历史看，圆柱电池为最先采用的电池封装形态，目前生产已标准化，主流型号为18650和21700[21700圆柱电池中21指电池直径为21mm，70指高度为70mm，0代表圆柱体型的电池]。之后出现的方型电池（一般采用铝壳），单体电池体积比圆柱电池更大，成组时缝隙更小，单位体积的电池包中结构件更少，重量更轻，因此，在单体电池在组成系统时能量密度下降幅度更小[根据美国阿贡实验室测算，圆柱型成组后能量密度下降约40%，方型电池成组后能量密度下降30%]。此外，方型电池的充放电倍率、循环寿命和安全性等方面也好于圆柱电池。因此在以磷酸铁锂和三元材料（NCM523和NCM611）为主流的背景下，目前市场上重要为方型电池，圆柱电池重要被用在微型车和电动工具上，在乘用车和商用车领域占比较低[2018年上半年，国内15.58GWh里电池装机中，方型占比76%，圆柱占比11.5%，软包占比12.5%]。但是，圆柱电池在新能源汽车也不是完全没有机会。圆柱电池虽然重量较大，成组后系统能量密度下降较多，但是该形态电池技术成熟、生产效率高、PACK成本低、电池良品率以及电池组一致性好、散热快，便于多种形态组合，因此已实现与NCA、NCM811等高镍材料的较好结合。目前，搭载了NCA正极材料的21700型号圆柱电池已应用于特斯拉Model3上，能量密度可达300Wh/kg。未来圆柱电池的发展方向或向对续航里程要求较高的高端乘用车用高镍三元锂离子电池发展，且型号由18650向体积和容量更大的21700发展。

软包电池重量轻，结构件空间占用更小，使得电池成组后能量密度下降更少（三元软包电池容量较同等尺寸规格的钢壳三元锂离子电池能量密度高10~15%、较铝壳三元锂离子电池高5~10%）；但由于铝塑膜成本较高且依赖进口，度电成本并未明显下降。不足方面，软包电池的机械强度和一致性较其他形态电池较差，因此一些高镍正极材料如NCA等较难使用软包形态。

此外，按电极片排布方式划分可以将动力锂电池分为卷绕式和叠片式。圆柱电池和方型电池都采用卷绕式，即电极片以中心为轴，环形或方型卷绕。软包电池重要采用叠片式，即电极片采用层叠的方式排列。按功能分，动力锂电池可以分为功率型和容量型。容量型锂离子电池重视电池容量，既耐力，对大电流放电性能要求不高。相反，功率型锂离子电池对功率要求较高，既动力，而对电池耐力要求不高。