周末再次从物理理论上研究了一下新能源汽车，给大家汇报一下：，接下来我们就来聊聊关于电动汽车三元锂和磷酸铁锂哪个好 电动汽车时代到来?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!
电动汽车三元锂和磷酸铁锂哪个好 电动汽车时代到来
周末再次从物理理论上研究了一下新能源汽车，给大家汇报一下：
1：磷酸铁锂电池还有很大的挖潜空间
磷酸铁锂正极材料的电压是3.26V，克容量是170ma/克，这就意味着磷酸铁锂正极材料的理论电量是554W/千克。
石墨负极是与正极匹配的，克容量是372ma/克。从理论上讲，1份石墨负极材料，对应需要2.19份正极材料。或者反过来说，1份正极材料，对应需要0.47份负极材料。
如果通过工艺的优化，1千克电池电芯中正负极材料占比达到60%，那么正极材料就是408克，负极材料就是192克。对应的磷酸铁锂电芯能量密度是226W/千克。
如果才有更高性能的负极，比如在石墨里面掺加硅，使负极材料的克容量达到450mA/克，那么1份正极材料，只需要0.38份负极材料。通过才有优化的负极材料，可以增加正极使用量，达到434克。对应的磷酸铁锂电芯能量密度是240W/千克。
如果负极材料克容量提高到800mA/克，那么1份正极对应0.21份负极。正极材料的使用量就可以达到495克。对应的磷酸铁锂电芯能量密度是274W/千克。
也就是说，使用更高性能的负极材料、优化电池结构，磷酸铁锂电芯能量密度可以从当前的180到200W/千克增加到230到260W/千克。
如果优化磷酸铁锂结构，在磷酸铁锂结构里面加一点点锰，构成磷酸铁锰锂，就可以提高磷酸铁锂的电压，使电压从3.26V增长到最高4.1V。如果从安全性、循环性考虑，是不会完全把磷酸铁锂替换成磷酸铁锰锂，一比一惨的话，大概可以提高正极容量10%。
也就是说，磷酸铁锂电芯的实际能量密度还可以提高40%以上，达到253到286W/千克。
案例解析：
比亚迪汉EV标准版电池容量是64.8度，如果电芯能量密度再增加40%，那么在不改变车体结构的情况下，电芯容量可以增加到90.7度。这个电量意味着以90千米的匀速续航可以达到500千米，110千米的匀速续航下可以达到414千米。
如果电芯容量增加到120千瓦，高速续航就可以达到500公里以上，市内行驶里程可能达到1000千米。
可以说，终极磷酸铁锂电池，能量密度基本上是可以完全替代小型乘用车的。
如果运输货物和客运，可能还是得搭载固态三元电池，只有固态电池的系统能量密度可以超过400w/千克，满足高速800千米的续航。一旦固态电池技术突破，电动车下一个革命对象就是中短途的货车和客车。
2：关于燃料电池
燃料电池技术路径很多，当前很热门的就是氢能源燃料电池。氢能源燃料电池有三个巨大的BUG：
一是体积能量密度太低，一立方米仅有89.9克氢气；
二是非常不安全，每一个氢气罐都是一颗小炸弹，每一个氢能源加氢站都是一颗小氢弹；
三是氢能源的效率太低了，水电解氢气的效率最高可能就是72%，氢气转电效率最高是72%，运输效率损失7%，假如以光伏作为点解能来源，综合下来，理论上氢燃料电池综合能源效率是47%。
我对氢能源的储能密度做了一个测算：
70Mpa高压氢气，储能密度是5.7%，也是每千克氢气罐储氢是57克，储氢能量1.9千瓦，每千克可释放电能1.36千瓦。每升39克，安全储氢85%，每升储存能量1.1千瓦，每升释放能量792瓦。
液氢，储能密度是10%，也就是每千克储氢罐储氢是100克，储氢能量是3.33千瓦，每千克释放电能2.39千瓦。每升70克，安全储氢85%，每升储能1.98千瓦，每升释放能量1.42千瓦。
3：关于液态能源储能：
液态能源才是最佳的储能方式，目前可以液态存储的清洁能源主要有2个：
一个是甲醇，每公斤甲醇可以存储3.06千瓦电能，最终排放物是水和二氧化碳。由于可以用氢气 二氧化碳生产氢气，因此甲烷实际上是0碳排行的清洁能源。甲醇每升789克，与汽油接近，每升可以存储2.38千瓦电能。
其次是氨气，每公斤氨气可以存储5.16千瓦电能，最终排放物是水和氮气，没有任何温室气体的排放。氨气极易液化，也容易在常温下存储。25度常温下，安全储液氨85%，氨气安全储存量是511克，每升可以储存2.63千瓦电能。
如果这2种能源的燃料电池效率达到60%，那么相当于：
甲醇每千克可以释放电能1.83千瓦，每升释放电能1.42千瓦；
氨气每千克可以释放电能3.09千瓦，每升释放电能1.57千瓦；
不论是甲醇还是氨气，不论是每千克电量还是每升电量，都是远高于当前锂电池300W/千克，或者800W/L的储能能量，甚至远高于未来固态电池的储存容量。
即使与氢气和液氢对比，甲醇和液氨都是全面优于氢气和液氢的。作为储能方式，氢能源没有未来，以后光伏储能还得靠甲醇和液氨。
一旦攻克甲醇燃料电池和氨气燃料电池技术，尤其是氨气燃料电池，轮船、长途大货车、航空飞机才会迎来电动化的变革。
总结：
从节能、安全性、能量密度等多个维度讲，氢能源作为能源是走不通的，各地不能再推氢能源战略了，而应该加推光伏制甲醇，光伏制氨气的战略，也应该加大甲醇燃料电池和氨气燃料电池的研究。
我们去做投资，不能投资一个没有实用价值的技术。如果短炒的话，炒一炒没有关系，但是长期投资，那就是没有前景的。除非出现了一个革命性的储氢技术，储氢密度堪比液氢，但是安全性和氨气、甲醇一样高，这个时候氢燃料电池才有望加速普及。
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