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撰文 | 王磊明
编辑 | Tang
在新能源领域，技术路线的选择至关重要。路线押对了，很可能趁风起飞。
光伏领域，当初隆基押注单晶硅，从小弟成为光伏组件老大。这两年晶科押对了TOPCon，超越隆基。现在隆基再想押光伏BC技术，实现再反超。
动力电池领域，同样面临这样的选择。
目前，动力电池存在多种技术路线。对比来看，锰酸锂高温性能差、循环寿命短、能量密度低，但成本较低，主要应用于电动自行车等小动力领域；钠离子循环寿命长、耐低温性能好、成本较低，但能量密度不高，伴随锂价高涨而兴起、锂价回落而低迷。
磷酸铁锂和三元综合性能优越、升级潜力大（如固态电池），长期占据九成以上的市场份额，但二者也是几经交替领先。
相比三元，磷酸铁锂电池安全性高、成本低，在中国新能源汽车发展初期，占据市场主导地位；相比磷酸铁锂，三元能量密度高、充电速度快，在大众“续航焦虑”面前，受到更多青睐。
数据来源：中国汽车动力电池产业创新联盟
近年来，在结构创新、高压实磷酸铁锂、掺杂改性等技术加持下，磷酸铁锂电池的能量密度直追三元，低温衰减问题也逐步缓解。
电池性能的全面提升，加之新能源汽车补贴的逐步退坡直至取消，带动了磷酸铁锂市场份额的一路走高。三元电池大有被淘汰的趋势。
2021-2024年，磷酸铁锂电池装车占比分别达到51.7%、62.4%、67.3%、74.6%，把三元电池（48.1%、37.5%、32.6%、25.3%）远远地甩在后面。
2025年2月，我国动力电池装车量为34.9GWh，同比增长94.1%。其中，三元电池装车量为6.4GWh，同比下降7.2%，占总装车量18.5%；磷酸铁锂电池装车量为28.4GWh，同比增长158%，占总装车量81.5%。
动力电池装车形成了三元占比20%、磷酸铁锂占比80%的“二八格局”。
曾几何时，三元电池代表着“续航长、性能强”，是特斯拉、蔚来、小鹏、理想等新能源汽车领军品牌的“高配专属”。
可近年来，新上市的动力电池产品，比亚迪的刀片电池、宁德时代的神行电池、极氪的金砖电池、蜂巢的短刀电池、吉利的神盾短刀电池、五菱的神炼电池，都是磷酸铁锂电池。
那么，“遥遥领先”的磷酸铁锂电池有何“制胜秘诀”，曾经“高高在上”的三元电池为何被淘汰？
01--不是三元买不起，而是磷酸铁锂更有性价比
在碳酸锂价格“扶摇直上”时（从2021年初的5万元/吨飙涨至2022年11月的近60万元/吨），动力电池占据了电动车一半的成本。三元因含有锂、镍、钴等金属，更是比磷酸铁锂成本高出30%以上。
这是2021年磷酸铁锂反超三元的重要原因。与此同时，车企们纷纷自研电池，集体“去宁德时代化”。
如今，碳酸锂价格已回落至约7.5万元/吨，镍价、钴价也大幅回调，价格不再是车企选择磷酸铁锂而非三元的主要原因。
三元电池的“跌落”，不是它不行，而是磷酸铁锂进步太快。
我们都知道，相比三元，磷酸铁锂电池最大的诟病就是“里程焦虑”，表现在两个方面：一是续航，与电池的能量密度息息相关；二是充电速度，取决于电池的充电倍率。
一方面，磷酸铁锂的能量密度已“今非昔比”。
2020年3月，比亚迪推出的第一代刀片电池，还主打安全牌，能量密度仅为140Wh/kg，同期三元电池的能量密度集中在200-220Wh/kg。
到了2024年，宁德时代的神行PLUS电池系统能量密度突破205Wh/kg，高于大部分三元电池的190Wh/kg系统能量密度。
从单体电池看，吉利汽车的神盾短刀电池能量密度为192Wh/kg，蜂巢能源的第二代短刀电池为188Wh/kg。据传，比亚迪第二代刀片电池能量密度也达到190Wh/kg。
另一方面，磷酸铁锂的快充能力正“飞速进化”。
充电倍率（C-rate）是衡量电池充电速度的指标，指的是电池在单位时间内充电至额定容量时所需要的电流值，数值越大，速度越快。简单来说，1C表示1小时能充满，2C表示半小时充满。
根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的《2021中国电动汽车用户充电行为白皮书》、《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》，中国电动汽车用户平均单次充电时长分别为49.9分钟、49.3分钟。
2023年以来，电池厂商开始了充电倍率“竞赛”。
2023年12月，极氪推出了4.5C金砖电池，2024年8月第二代金砖电池最大充电倍率升级至 5.5C，号称“磷酸铁锂充电速度首次超越三元锂”。
2025年2月，鸿蒙智行召开尊界技术发布会，宣布尊界S800首发业界首个 6C超充电池包。
近日，在超级e平台发布会上，比亚迪抛出“王炸”，兆瓦闪充实现“油电同速”，最高充电倍率10C，“充电5分钟，续航400公里”。
02--从政策引导到技术主导
我国的新能源产业发展有一个共同的规律：前期依靠政策鼓励、财政补贴，完成了“原始积累”；后期凭借技术突破、市场选择，实现了“自然进化”。光伏如此，锂电亦如此。
2009年，“十城千辆”新能源汽车示范推广应用工程开启，国家重点支持商用车，磷酸铁锂电池以其高安全、低成本快速发展。
2015年，动力电池“白名单”制度开始实施，为本土电池企业的发展壮大赢得了时间。
2016年底，新政按照能量密度对新能源汽车进行差异化补贴，设定了不低于90Wh/kg 的最低门槛，对高于120Wh/kg的按照1.1倍补贴，三元电池以其高能量密度实现超越。
引自《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 财建[2016]958号》
2019年后，新能源汽车补贴逐步退坡、电池白名单制度废止，“温室”里成长起来的电池企业已成为全球市场中的领头羊。
政策完成了“扶上马，送一程”的历史使命，锂电企业也开启了“自己动手，丰衣足食”的科技创新之路。
如果说2021年磷酸铁锂反超三元，是“补贴退坡”的成就，那么近年来磷酸铁锂不断扩大对三元的领先优势，则离不开“自身努力”。
首先是续航提升技术，主要包括结构创新，如一体化技术；工艺创新，如高压实密度技术。
2019年9月，宁德时代率先推出CTP技术，即绕过模组，直接由电芯封装成电池包，空间利用率达到55%，2022年6月第三代CTP技术的体积利用率突破72%，2024年4月神行PLUS电池进一步优化提升了7%。
2022年5月，比亚迪发布了全球首款搭载了CTB技术的“海豹”轿车，与2020年9月特斯拉推出的CTC技术类似，实现电芯与车身的融合，体积利用率达到66%。
而极氪的金砖电池体积利用率达83.7%，号称是目前全球体积利用率最高的动力电池，也是改造结构件的结果：使用一体化液冷托盘替代传统水管结构，采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”，在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料等。
高压实密度磷酸铁锂技术则是今年以来的热门话题，成为新一轮磷酸铁锂材料涨价的直接原因。
根据粉体压实密度，磷酸铁锂材料可分为五代，第一代2.1-2.3g/cm³，已经基本淘汰；第二代、第三代的粉体压实密度分别为2.4-2.5g/cm³、2.5-2.6g/cm³，是目前市场上的主流产品；第四代为2.6-2.7g/cm³；第五代2.7g/cm³以上。
结构一体化技术说的是在空间有限的底盘上装更多的电芯，高压实密度技术说的是在体积有限的电芯里填充更多活性材料，主要通过二次烧结等工艺实现。
湖南裕能、富临精工、德方纳米、龙蟠科技等正极龙头企业纷纷入局。
其次是充电速度提升技术，主要通过材料创新来实现。
前文提到的高压实密度磷酸铁锂技术在提升能量密度的同时，也显著改善了快充能力。
此外，优化正极、负极、电解液等关键材料，是提升充电速度的关键路径。
如宁德时代的神行电池：正极材料采用了超电子网技术，有效降低了锂离子的充电阻力；负极采用了第二代石墨快离子环技术，为锂离子传导提供了高效通道；应用超高导电解液，显著提升了电导率等。
再如比亚迪的兆瓦闪充电池，通过正负极材料优化，电池内阻降低50%，锂离子迁移速度提升3倍。
还有，伴随着包覆和掺杂改性、热管理等技术的发展，磷酸铁锂的耐低温性能已明显提升，与三元“难分伯仲”。
03--跑得安全，才能跑得长远
如今，在“跑得远、充得快”方面，磷酸铁锂电池已比肩三元。而在成本、安全方面，磷酸铁锂则一直把三元“按在地上摩擦”。
当下，国内将安全与发展提上同等重要位置、国际“脱钩断链”风险居高不下，自燃、关键矿石“卡脖子”，一个关乎一辆车的安全，一个涉及产业链供应链的安全，始终是悬在三元电池头上的“达摩克利斯之剑”。
磷酸铁锂出生自带“安全”“价低”光环，靠后天努力不断补上能量密度低、充电速度慢、低温衰减快等“先天不足”，成功把三元拉下马，并坐稳了“王座”。
与此同时，技术路线的更替，也造成了市场格局的变化。
根据SNE Research发布的2024年全球动力电池装车量前十名数据，中国企业占据六个席位，市场的占有率为67.1%，同比提升了3.7个百分点。与此同时，来自韩系（LG新能源、SK On、三星SDI）、日系（松下）的动力电池厂商份额不断缩水。
主要原因就是韩国、日本企业过度依赖三元锂电池技术，错失磷酸铁锂转型升级机遇。
04--写在最后
当前，以新能源、新材料等为代表的新一轮科技革命和产业革命方兴未艾，科技创新“一日千里”，磷酸铁锂暂时的领先，不一定能“笑到最后”。三元还有没有翻盘的机会，也未可知。
在防止和整治“内卷式”竞争的大背景下，磷酸铁锂所引领的“卷技术”，总是要比“卷价格”更为健康。
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参考资料：
[1]高工锂电. 乘用车LFP电池渗透与三元升级. 2020-10-31.
[2]高工锂电. 2024年再辩快充电池技术路.2024-07-11.
[3]界面新闻.磷酸铁锂涨价背后：四代高压密产品正走向台前.2025-03-10.
作者简介：王磊明，北京大学环境科学硕士，主要从事节能环保及碳达峰碳中和研究。
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