摘要：充放电过程中，锂离子在正极（LiFePO₄）和负极（石墨）之间嵌入/脱嵌，正极发生“Fe³⁺/Fe²⁺”的氧化还原反应，无金属离子（如Co、Ni）的高价态风险，化学性质稳定。
充放电过程中，锂离子在正极（LiFePO₄）和负极（石墨）之间嵌入/脱嵌，正极发生“Fe³⁺/Fe²⁺”的氧化还原反应，无金属离子（如Co、Ni）的高价态风险，化学性质稳定。
• 安全性极强：热分解温度高达600℃以上（远超NCM的200-300℃），过充、穿刺、高温下不易起火爆炸，几乎无热失控风险；• 成本优势显著：正极不含钴（Co）、镍（Ni）等稀缺金属，原材料成本比NCM低20%-30%，2025年电芯成本约0.5-0.6元/Wh；• 循环寿命长：常温下循环寿命可达5000-10000次（容量衰减至80%），适合长期充放电场景（如储能、网约车）；• 短板：能量密度较低（圆柱/方形电芯：150-200 Wh/kg；软包：180-220 Wh/kg），低温性能差（-20℃容量保留率仅50%-60%，需加保温或加热模块）。• 动力电池：入门级乘用车（比亚迪海豚、五菱宏光MINIEV）、商用车（重卡、客车，如宁德时代EVOGO换电重卡）；• 储能领域：户用储能（派能科技LFP储能电池）、电网侧储能（南网储能电站）、工商业储能（阳光电源光储一体化项目）；• 代表企业：宁德时代（全球LFP市占率38%）、比亚迪（刀片电池）、亿纬锂能。正极材料为镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）三元复合氧化物，按三种元素比例不同分为NCM523（Ni:Co:Mn=5:2:3）、NCM622（6:2:2）、NCM811（8:1:1），是高端乘用车的主流选择。
充放电时，锂离子在正极（NCM三元材料）和负极（石墨）间迁移，正极通过“Ni²⁺/Ni³⁺/Ni⁴⁺”的多价态氧化还原反应实现电荷存储，镍含量越高，能量密度越高。
• 能量密度持续提升：NCM523（200-250 Wh/kg）→NCM622（230-280 Wh/kg）→NCM811（250-300 Wh/kg），部分高镍款可达320 Wh/kg（适配长续航车型）；• 低温性能优异：-20℃容量保留率70%-80%（优于LFP），适合北方寒冷地区；• 短板：• 安全性随镍含量升高下降：NCM811热分解温度仅200℃左右，热失控风险高于LFP，需依赖BMS（电池管理系统）和防爆结构；• 成本高：含钴（2025年钴价约30万元/吨）、高镍（镍价约15万元/吨），NCM811电芯成本约0.8-1.0元/Wh；• 循环寿命较短：NCM523约3000次，NCM811仅2000-2500次。正极材料为镍（Ni）、钴（Co）、铝（Al）三元复合氧化物（典型比例Ni:Co:Al=8:1:1或9:0.5:0.5），与NCM同属三元体系，差异在于用铝替代锰，主打“高镍化”。
铝的加入可提升正极材料的结构稳定性（抑制镍离子溶出），充放电时仍以“Ni²⁺/Ni³⁺/Ni⁴⁺”反应为主，铝主要起“结构支撑”作用。
关键特点以钠离子（Na⁺） 为电荷载体，正极常用普鲁士蓝（PB）、层状氧化物（如NaNi₀.5Mn₀.5O₂），负极用硬碳，电解质为钠盐（如NaPF₆），是锂电池的低成本替代方案。
核心原理充放电时，钠离子在正极和硬碳负极间嵌入/脱嵌，反应机制与锂电池类似，但钠离子半径更大（Na⁺半径1.02Å vs Li⁺ 0.76Å），需适配更宽松的电极材料结构。
关键特点应用场景液流电池的主流类型，正极电解液为V⁵⁺/V⁴⁺，负极电解液为V²⁺/V³⁺，通过钒离子的不同价态氧化还原反应存储电能，电解质储存在外部储罐中，属于“物理隔离”式储能电池。
核心原理充电时，正极V⁴⁺被氧化为V⁵⁺，负极V³⁺被还原为V²⁺；放电时反向反应，电子通过外电路形成电流，电解液循环流动实现持续充放电。
关键特点对比维度LFP（磷酸铁锂）NCM811（高镍三元）NCA（镍钴铝）钠电池（SIB）全钒液流电池（VRFB）能量密度（Wh/kg）150-200250-300300-350120-16010-30（系统）循环寿命（次）5000-100002000-25001500-20001500-300020-30年（无限循环）安全性★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★电芯成本（元/Wh）0.5-0.60.8-1.00.75-0.950.3-0.42-3（系统成本）低温性能（-20℃）50%-60%70%-80%75%-85%80%+85%+适用场景储能、商用车、入门乘用车中高端乘用车、高端户储高端长续航乘用车低速储能、A00级车电网侧长时储能代表企业宁德时代、比亚迪LG新能源、宁德时代松下、三星SDI宁德时代、中科海钠大连融科、国网英大1. 安全性优先选LFP/钠电池/VRFB：储能、商用车等对安全要求极高的场景，LFP是当前最优解；长时储能（20年以上）可考虑VRFB；
2. 能量密度优先选NCM/NCA：中高端乘用车（续航500km+）需NCM811或NCA，如特斯拉、蔚来；
3. 成本优先选钠电池：低速电动车、低成本储能（如基站），钠电池未来3年将逐步替代铅酸电池；
4. 长时储能选VRFB：风光大基地（需4小时以上储能）、电网调峰，VRFB的长寿命优势不可替代。
来源：认知复利