乘用车电芯三种技术路线:
NCA（镍钴铝）→NCM（镍钴锰）→LFP（磷酸铁锂）
前两者为三元电池，磷酸铁锂和三元相比较，安全性增加，估算剩余电量难度增加，能量密度降低，成本降低，低温表现降低。
NCA（镍钴铝）
代表车企：特斯拉，代表车型Model S/X、Model 3
代表电池供应商：松下、LG
电芯负极：石墨
负极掺硅技术：能够增加负极电量，从而减少负极体积，增加电芯能量密度。但充电体积膨胀问题，石墨充满电体积膨胀7.1%，Si膨胀300-400%。18650电芯（Model S/X）掺硅5-15%。21700电芯（Model 3）掺硅可能更多，数据未公开。
未来展望：特斯拉下一代46800电芯，容量提升5倍，续航提升16%，成本下降14%。取消极耳的设计，好处是降低电芯发热量，并且已经装车试用了，将在年底部署到Model S上面。
电芯形状：圆柱形，和软包电芯和方型电芯相比好处是电芯一致性更好（工艺最成熟，建立在温控很好的基础上），增加设计灵活性，单电芯（非短路）损坏不会影响整个电池包正常运行，电芯小更容易传导热量，实现快速降温/加热。坏处是成组率低，单电芯PPM较低，成包后PPM高（4000多个电芯），为电芯数量的倍数。
NCM（镍钴锰）
代表车企：除比亚迪外大部分厂商
代表电池供应商：宁德时代、LG
电芯负极：石墨
掺硅补锂技术：宁德时代等，从NCM523、622，再到811, 现在超高镍化三元材料+硅碳负极是锂电池未来发展主流方向。
模组标准化：为了降低成本，不得不说模组标准化中其中大众的推动作用。355模组，根据模组的长度约为 355mm，首先在e-golf上使用。后来发展成390模组，逐渐占据VW集团的产品。再到后来的590模组和CTP。
未来展望：811大模组方案或622的CTP方案作为以后的趋势，但要解决安全问题，尤其811电芯的安全问题，和CTP的热扩散、电芯受力、维修经济型的问题。了解到使用811电芯车型ES6、极狐阿尔法T等。
电芯形状：以宁德时代为代表的国产方形电芯，以LG为代表的国际软包电芯。方形电芯成组率高，软包电芯薄更容易传导热量，各有优点。
LFP（磷酸铁锂）
代表车企：比亚迪、特斯拉等
代表电池供应商：宁德时代、比亚迪、国轩高科
结构创新：其中CTP方案能够弥补一部分能量密度低的缺点，汉的刀片电池对体积能量密度提升了40%。但重量能量密度为140Wh/kg，使得车重较大，和三元比百公里电耗高。
未来展望：国轩高科首次亮相了210Wh/kg磷酸铁锂电池产品，当然也使用了掺硅补锂技术，不过磷酸铁锂类型电池能量密度天花板快到了。
能量密度[1]：
正极材料 额定电压(V) 估算相应电芯能量(Wh/Kg)
磷酸铁锂 3.2 170
三元NCM811 3.65 240
三元NCM523 3.65 210
三元NCM111 3.65 180
以上为电芯的能量密度，由于高镍811电芯的逐步使用成组率低，是因为要加强电池芯的机械防护，电池包能量密度和相应电芯能量密度比值，没有铁锂电池包高。
极狐阿尔法T采用LG的NCM811软包电芯，电池包能量密度为194Wh/kg（目前了解到的最高）
蔚来ES6采用宁德时代的NCM811方形电芯，电池包能量密度为170Wh/kg
特斯拉Model3采用LG的NCM811圆柱电芯，电池包能量密度为161Wh/kg
同时特斯拉Model3采用宁德时代的磷酸铁锂电芯，电池包能量密度为125Wh/kg
汉采用比亚迪的磷酸铁锂电芯，电池包能量密度为140Wh/kg
成本方面：
磷酸铁锂要比三元价格便宜0.1~0.2元/Wh，对于一个50kWh电池包，仅电芯就可降本近0.5~1万元。目前趋势是590大模组和CTP，根据宁德时代公布的数据，CTP可将电池包体积利用率提高15~20%，电池包零部件数量减少40%，生产效率提升50%，电池包能量密度提升10~15%。目前行业公认或普遍操作将三元用在高端车型，铁锂用在低端车型，或者同车型的短续航版本。其中三元电池钴价格最为昂贵、地壳中储量最低，且60%产自刚果，但行业发展从正极材料占一半到目前降低到10%。从一辆Model S的7Kg钴用量到Model 3的4.5Kg用量车，以看出特斯拉对于无钴的不倦追求。甚至蜂巢能源宣传了无钴电池，将于21年6月量产。·[2]
低温表现：
磷酸铁锂在10摄氏度以下容量衰减速度加快，到-10摄氏度约常温的70%，到-20摄氏度不到常温的50%，这是磷酸铁锂自身特性决定的。三元低温虽然有衰减，但是到-10摄氏度没有明显衰减，到-20摄氏度才有明显衰减。
解决方案很多，如普遍采用的电池包加热，由于电池系统电量的增加和液冷普及，用一定的电池包能量对冷却液加热，提升电池温度。这样随着电池温度上升，“衰减”的电池容量又回来了。汉对磷酸铁锂低温容量衰减较好的解决，方法是电池加热和增加了电池包保温加强，尤其是在长途出行表现提升明显··。还有热泵，趋势是15万以上电动车选装热泵，还有应用电机堵转或电机废热回收等方法。
一致性或SoC估算准确性[3]:
磷酸铁锂的电压平台放电极为平缓，增加了SoC的估算难度，估算不准的情况下容易发生突然掉电的可能性，还有长时间使用快充，经常不充满的使用习惯也会造成累计误差，也容易导致突然掉电。尤其是随着使用，电芯一致性差（后面讲一致性差还能导致安全性问题），更容易突然掉电。有些厂家要求用户定期给电池充满电，相当于帮助厂家对SoC估算准确性。
三元锂电芯放电电压线性，停车一段时间后，能够测量电芯端电压对SoC重新准确估算。
磷酸铁锂电芯虽然充放循环次数有优势，但很多文章表明一致性问题表现较差（这条不是行公认），又间接导致SoC估算难度。充放循环次数其实只对网约车比较重要，对于家用车，三元的充放循环次数其实足够用。
动力电池的安全性：
安全性应该从三个维度去考虑，分别是单体电池的本征安全、电池模组的被动安全、电池系统的主动安全 [4]。
电池的本征安全：
也就是大家常说的三元和磷酸铁锂电池，其中还包括电芯的形状、尺寸、能量密度、电芯的一致性等。形状和尺寸决定了散热面积，刀片电池具有很大散热面积，针刺没有明显温度升高。高比能量电池材料方面，薄弱环节从隔膜的材料变化（从PE、PP再到PET）为了正极材料（811非常明显，即811失效机理发生了变化），即使没内短路发生也能引起热失控，250℃开始产生氧气，热失控加剧。电芯一致性和安全性息息相关，往往被大家忽略，一致性差导致最弱的电芯内短路发生，往往电池大厂和二三线小厂在一致性上差别很大。如内短路发生，首先表现为电压下降，而后温升，最后热失控发生，进而进入模组的被动安全阶段。
电池模组的被动安全：
由于设计、制造工艺或管控问题导致，导致热失控蔓延后如何进行热管理，隔热、散热作为模组被动安全需要考虑的。监测包括电压、温度、气压、内阻等信号，对问题电芯预警，我们国家从18年开始强制安装T-BOX，能够实施监测所有电动车的参数，是非常明智的。如监测到热失控发生，气体膨胀引发泄压阀开启，将高温和火焰喷出，避免爆炸，还要考虑隔热设计，防止引燃临近的模组，尽量将热失控的控制一定范围内，同时水冷系统也排上用场，将大量的热导出去，也就是考虑热失控发生的隔热和散热设计。
电池系统的主动安全：
内短路可由机械滥用、电滥用、热滥用引起。如地盘托底，电芯损伤，电池包应报警，对电池进一步处理消除安全隐患。电车不应热滥用，电池系统要保证电芯的温度一致性（整车厂的水平不一致）。且应确保在车全生命周期的电芯一致性，进而确保整个电池的安全性。保证温度一致性是非常重要的，温度差异是导致一致性问题的关键原因，一致性变差又是导致电滥用的主要诱因（过充或过放）。机械滥用，国标中有电池包的挤压，至于碰撞起火，和车身结构相关，通过整车的设计冗余来提升，通过了NCAP和中保研的碰撞来考核。
取消电芯针刺作为国家标准，原因是三元电池无法满足，但国际趋势是高镍三元，强制国标一般是最基本的要求，不引导行业的发展，推出有竞争力的产品作为首要目标，另一方面国内也有铁锂电车碰撞后将人烧死的案例，极端的针刺和剧烈碰撞不在本文讨论的范围之内。举个例子，特斯拉model S 和日产聆风能看出，一个偏激进，一个偏保守， 发展结果完全不同。聆风累计销量50万辆，即使使用的三元电池（但有AESC电芯安全性加成）、风冷系统（更难保持电芯一致性），至今几乎没有自燃案例[5]，但结果是聆风2020年的累计销量只有五万多辆，已快跌出全球前十。目前蜂巢能源已宣传创新产品为基于无钴材料体系的“不起火、不冒烟、自愈合”的新电芯—— 果冻电池，相当于半固态电池。能够看出大家有信心弥补或缩小三元和铁锂安全性的差距，且能从模组级别、电池包级别、整车强度去提升安全性。
未来展望：
前几年新能源补贴因素对高镍、高能量密度的引导（可能有些二线电池厂商技术实力跟不上推出高能量密度电池，也硬推，导致一部分自燃的发生）。但随补贴的退坡，从去年基本排除补贴因素，磷酸铁锂的低成本方案去年开始有增加的趋势，是市场的选择，当前厂商推出新的技术是依据成熟度推出，有种百花齐放的盛况。我相信未来纯电动能够替换燃油车，未来几年一定是朝着高镍的方向发展，至于安全问题，请相信那些牛人把这个问题解决。后面还会有固态电池的推出，预计10年后能够开始应用，能量密度和安全性还会有一个大幅提升。
[1]
https://mp.weixin.qq.com/s/stvb-uETxkYisEO5nohGqQ[2]
https://www.sohu.com/a/374483690_99893537[3]
https://www.zhihu.com/question/439689244/answer/1712204165?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=834354468136026112&utm_content=group1_Answer&utm_campaign=shareopn[4]
https://www.bilibili.com/video/av286878953/[5]
https://zhuanlan.zhihu.com/p/65519998--
修改:CC2CC FROM 60.253.167.*
FROM 117.136.0.*