在眾多商用電池技術中，鋰基電池在體積能量密度和重量能量密度的兩個主要儲能品質方面表現出色。當然，“鋰電池”一詞實際上涵蓋了各種化學和結構安排。與所有電池一樣，鋰離子電池有兩個電極：陽極和陰極。
NMC 與 LFP
在電動汽車(EV) 中，主要的陰極化學物質是鋰鎳錳鈷（LiNi x Mn y Co z O 2 ，命名為 NMC）和磷酸鐵鋰（LiFePO 4或 LFP）。哪種電動汽車電池更好？一般而言，NMC 電池比 LFP 電池具有更高的能量容量，因此對于以續航里程為關鍵參數的電動汽車來說似乎更受歡迎，但它們也更昂貴。
成本比較
本在很大程度上取決于構成電池的基礎商品的價格波動。（請注意，本文中的“商品”并不意味著“廣泛、容易獲得、價格差異很小”，例如燈泡甚至個人電腦；相反，它指的是一種基本材料，它很少以其原始形式使用，但被用于作為構建塊或關鍵成分。）鐵基電池的成本低于北美和歐洲廣泛使用的鎳鈷組合。
除能量密度數據外，電池的另一個關鍵品質因數是每存儲千瓦時的成本（$/kWh）。盡管數字隨著商品價格的變化而波動，但粗略估計 LFP 電池的價格在 70 美元/千瓦時左右，比 100 美元/千瓦時的 NMC 電池低 30%。
作為制造價格更實惠的電動汽車努力的一部分，汽車制造商正在轉向成本更低的電池類型，但它的續航里程也更短，這在某些地區是一個主要問題，而在其他地區則是一個小得多的問題。幾家汽車公司計劃在美國越來越多地部署 LFP 電池，它們在全球最大的電動汽車市場中國很普遍。
電動汽車電池市場預測
根據AlixPartners 2022 年全球汽車展望（參考文獻 1 ），LFP 電池已占全球電動汽車市場的 17%，代表了大眾市場的潛在路徑。特斯拉于 2021 年 10 月宣布，它將為其標準續航里程車型（Model 3 和 Model Y）改用 LFP 電池，同時為續航里程更長的車型保留 NMC 電池。Rivian Automotive, Inc. 是一家新興的小型電動卡車制造商，受到華爾街和其他方面的廣泛關注，將在其車輛中使用 LFP 電池。
對各種電池類型的預測是模糊的，是所有此類預測的典型代表。傳統的想法是，“更好”的 NMC 電池將主導電動汽車市場，但這種看法可能有些不正確。ARK Investment Management LLC 的一份報告表明，持續的成本下降、鎳供應限制和電動汽車效率的提高應該會推動 LFP 電池的市場份額從 2021 年的大約 33% 增加到 2026 年的約 47%，圖和參考文獻 2 。
在眾多可用的預測中，ARK Investment Management LLC 預計低成本 LFP 電池的市場份額將從 2021 年的約 33% 增長到 2026 年的約 47%。
當然，正如陳詞濫調所說，所有這些預測都必須持保留態度。例如，負責全球 EV 電池研究的 UBS Group AG 股票分析師現在預計，到 2030 年，配備 LFP 電池的 EV 將占全球市場的 40%，高于此前預測的 15%（參考文獻 3 ）。（順便說一下，這是一個很好的例子，預報員會說，“哦，好吧，別管我們當時說了什么！”）
如果能量密度和成本是唯一的問題，那么決定在電動汽車甚至非車輛情況下使用哪種電池化學成分將很棘手，但只有幾個變量。然而，現實情況卻大不相同，因為有許多地緣政治、供應鏈和其他技術因素使評估復雜化：
LFP 電池的供應鏈高度集中在中國，這使得汽車制造商在該行業試圖擺脫對中國電動汽車技術的依賴之際更加依賴中國的電池供應。
汽車制造商正試圖限制鈷的使用，以應對剛果鈷礦開采中的環境和人權侵犯行為。
俄羅斯是用于電池的高級鎳的大型供應商。
LFP 非常適合車輛經常充電且有空間容納更大體積電池的情況；送貨車輛很合適。
LFP 的制造成本較低且更易于生產。
LFP 可以充電至 100%，而不會降低電池壽命；相反，NMC 應限制在 80% 以最大限度延長壽命。這意味著使用 LFP 電池的 EV 的實際有效范圍接近于使用 NMC 電池的電動汽車，再加上輕便的LFP 電池，也在很大程度上抵消了這一因素。然而，對于重量不那么重要的工具或固定機械等應用，LFP 可以在充滿電后提供更長的運行時間。
LFP 可以在很寬的溫度范圍內有效運行，尤其是在低端。另一方面，它們在較低溫度下充電速度較慢。
LFP 的充電周期幾乎是 NMC 的五倍，并且在較高溫度和更快的充電/放電速率下性能下降較少，因此它們更適合處理高性能駕駛和快速充電。
毫無疑問：這里有很多交叉流，整個 NMC 與 LFP 的情況是流動和動態的，依賴于許多非工程因素以及純技術因素。此外，電池定價是由短期商品定價與供應商和客戶之間的長期合同相沖突所驅動的。
總結和結論
你如何評估和量化電池技術和市場情況在很大程度上取決于你來自哪里。預測和數字無處不在，部分原因是不同的市場分析出于各種原因使用各種標準和指標。 我想知道的是：考慮到電池組對 EV 性能的不確定性和重要性，也許在不久的將來制造商會列出一個完全沒有任何電池的 EV 本身的建議零售價，然后讓客戶在兩個或三個之間進行選擇給定車輛的電池化學成分——電池組價格每周或每月更新一次。有一些歷史先例：在過去，您可以獲得一些帶有低端碳鋅一次（不可充電）電池組的消費品，或者支付適度的溢價購買更好的堿性電池組。 說到電池，只有一件事我們都可以肯定（顯然除了一些政客，他們相信他們可以通過立法來推動電池進步）：電池技術不受摩爾定律之類的任何事物的指導，摩爾定律定義了 50 年的半導體技術+年。 您對 LFP 與基于 NMC 的電動汽車甚至非電動汽車應用的電池的中長期可行性有何看法？市場會變得高度分散，還是一種類型會占據主導地位？
參考：
AlixPartners, “2022 Global Automotive Outlook”
ARK Investment Management LLC, “Lithium Iron Phosphate Could Take 47% Of The Battery Market By 2026”
The Wall Street Journal. “Auto Makers Shift to Lower-Cost Batteries for Electric Vehicles”
編譯：Amy Wu
（參考鏈接：Lithium Batteries for EVs: NMC or LFP?）
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