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LFP、NCM和NCA是目前在世界上大规模商业应用中使用的三种类型的动力电池。这三种类型的动力电池基本上占了世界上安装的新能源汽车的大部分。本文主要比较了lfp与nca与ncm，并对此进行了详细的分析。

 

LFP与NCA与NCM电池定义差异

 

NCM电池

镍钴锰三元电池，简称NCM，取自三种主要组成金属元素的缩写，并按不同的含量比例。根据镍含量的不同，有不同的数字，最著名的是NCM523和NCM811。虽然它被称为锂电池，但主要电解质是锂化合物。但是，与lfp和nmc电池相比，三元电池的充放电强度和能量密度水平取决于其成分中镍的含量。

与lfp vs nca vs ncm电池相比，三元锂电池的能量密度相当高且出色，充放电效果也不错。然而，由于镍含量高，也存在缺点，因为三元锂电池的电解质结构在高温环境中容易引发副反应分解，即不耐高温，热稳定性差。另一方面，对比lfp与nca电池，钴的稀缺性也是限制三元锂电池的一个因素。钴在整个东亚都非常稀缺，只能从南非进口，南非非常昂贵，因此即使镍含量很高，热稳定性也会降低。

 

 

NCA电池

镍钴铝三元电池，简称NCA，也取自其主要元素组成的三个缩写，其中三种元素的比例为8:1.5:0.5。它的能量密度达到了现行国家标准要求的350Wh/kg的峰值，充放电效果也是一流的，长期续航能力比NCM811更强。

比较不同镍含量的三元电池的电容、能量密度和安全性能，镍含量越高，相对不稳定性越高。与lfp vs nca vs ncm电池相比，ncm具有各种类型电池的所有缺点，nca也具有，并且存在严重的放气凸起缺陷。与lfp vs nca电池相比，nca电池中所含的铝是一种酸碱性两性金属，电化学反应环境稍不平衡，会导致副反应释放大量气体。这导致电池膨胀，在热稳定性不足的基础上增加了更多的危险。

 

LFP电池

磷酸铁锂电池，简称LFP，将LFP与nca与ncm进行比较，LFP电池的特点是能量密度低，仅为200Wh/kg，不耐寒冷环境。当外部温度低于-10-20°C时，LFP电池的能量密度将按比例衰减，导致电池寿命缩短。

 

 

此外，相比lfp与nca与ncm，lfp电池具有耐高温性、内部结构稳定、电池形状安全性强等特点。即使当它达到峰值耐温性（零度以上700-800°C）时，它也不会像三元电池一样爆炸。相反，它开始冒烟，发生火灾和爆炸的可能性极低，因为里面没有产生气体来增加压力。

LFP电池的系统能量密度上限为200wh/kg，三元锂电池（NCM/NCA）的系统能量浓度上限为350wh/kg。与lfp vs nca vs ncm相比，lfp电池的能量密度远低于三元锂电池。因此，在过去几年中，NCM电池和NCA电池继续受到市场的追捧。早期，相比lfp和nca，特斯拉使用的nca电池的能量密度是比亚迪lfp电池的两倍多。

 

NCM和NCA电池的优点和缺点

中国最常见的三元锂电池是NCM电池。与NCA电池相比，NCM电池具有更低的技术要求和更低的成本。NCA电池，专利技术基本掌握在日本和韩国手中。高镍电池的优点是显而易见的，降低了成本（钴更少），同时提高了电池能量密度（镍更多）。尽管如此，将lfp与nca与ncm电池进行比较，但缺点也很突出。

钴较少，镍较多，导致层状结构的稳定性较差。电解质容易分解，电解质和材料表面之间发生副反应，反应产生的物质导致界面导电性差。

 

 

高镍、低钴和低锰解决方案通过低成本解决方案提高了能量密度（延长了电池寿命），以换取循环寿命、安全性和降低的热稳定性。在NCA生产过程中，铝是一种两性金属，不易沉淀。相应地，生产设备的密封性要求较高，温度和湿度要求比NCM电池更严格，湿度要求控制在10%以下，这相应地增加了技术要求和生产成本。NCA电池在充放电过程中存在严重的副反应，会产生气体，导致电池膨胀变形，存在安全隐患。NCA电池通常使用耐内部压力的圆柱形电池外壳。

高镍NCM电池、高镍NCA电池也存在缺点，即在提高能量密度的同时，NCA电池的热稳定性也会降低。为此，从2021年开始，中国的动力电池生产完全转向了另一个方向。相比lfp与nca与ncm，短寿命磷酸铁锂大大超过了长寿命三元锂电池。

 

LFP与NCA与NCM的比较——哪个更好

从目前中国市场的选择来看，相比lfp vs nca vs ncm电池，能量密度较弱的磷酸铁锂电池已经成为中国车企的首选。2022年1-4月，磷酸铁锂的负载量远超三元锂电池。2022年4月，磷酸铁锂电池的装载量是三元锂电池的两倍多。

 

 

与lfp vs nca vs ncm相比，三元电池的热稳定性较差，lfp电池稳定性强，循环寿命长，因此车企使用lfp电池解决方案。lfp的橄榄石结构非常热稳定，P-O键牢固且难以分解。即使在高温或过充电的情况下，该结构也不会像三元锂电池那样坍塌。

一般来说，lfp阴极在达到700-800摄氏度以上时会分解，并且会在不释放大量氧气的情况下产生分解反应，因此即使在超高温环境下，lfp电池也不会剧烈燃烧。LFP电池具有较强的热稳定性，对BMS的要求较低。虽然BMS管理相对广泛，但由于采取了阻燃和减少损耗等被动保护措施，它也可以确保lfp电池在长寿命内的安全使用。

相比lfp与nca与ncm，对于nca和ncm，nca电池的性能更好，但由于热失控温度较低，因此需要更高的制造工艺。NCM电池具有更高的热失控温度，可以降低生产工艺要求，因此成为中国电池公司的主要研发方向，但在储能密度方面不如NCA。

特斯拉使用NCA锂电池，将lfp与NCA电池进行比较，后者技术相对成熟，功率大，能量密度高。研究报告显示，特斯拉电池的能量密度大约是比亚迪lfp电池的两倍。相比lfp和nca电池，nca电池可以说是一种理想的动力电池。

 

 

特斯拉最终选择了18650NCA电池。一方面，18650电池具有更高的能量密度和更好的稳定性和一致性。另一方面，18650可以有效地降低电池系统的成本。此外，尽管每个电池单元的尺寸小，但是每个电池单元能量可以控制在小范围内。即使电池组中的一个电池发生故障，也可以减少故障的影响。

 

结论

与lfp与nca与ncm相比，nca是最新、性能最好的三元正极材料。NCM等三元材料作为动力电池正极材料，在性价比、容量、高倍率特性等方面将逐渐成为具有较强市场竞争力的锂离子电池正极材料的赢家，并将取代目前市场上其他电池的主要正极材料。