从铅酸电池到全固态电池 —— 电动汽车电池 30 年进化史!
电动汽车领域最核心的技术,非电池莫属。然而,电池技术远比想象中复杂,且种类繁多。车企始终需要在成本、续航里程与性能三者之间寻找最佳平衡点,这就像燃油车会搭载从自然吸气四缸到涡轮增压 V8 等不同类型的发动机一样。那么,电动汽车电池究竟经历了怎样的发展历程?当下主流技术是什么?未来又将迎来哪些创新突破?让我们逐一探究。

初期电池技术

铅酸电池(Lead Acid)
铅酸电池是历史最悠久的可充电电池。它成本低廉、性能可靠且易于回收,如今汽车上搭载的 12 伏辅助电池,正是铅酸电池。但它的缺点也十分突出 ——重量大、能量密度低,因此并不适用于当代电动汽车的主驱动力来源。上世纪 90 年代末,通用汽车第一代 EV1 曾采用铅酸电池,但不久后便更换为其他技术路线。

镍氢电池(NiMH)
在锂离子电池问世前,镍氢电池曾得到广泛应用。它具备出色的耐用性,在高温或低温环境下也能保持相对稳定的性能,至今仍被大量用于丰田等品牌的混合动力车型。不过和铅酸电池类似,镍氢电池同样存在重量与能量密度偏低的问题,如今正逐步被锂离子电池取代。

当下:锂离子电池时代
锂锰氧化物电池(LMO)
这是一种以锰为核心材料的电池,具有成本低、耐高温、充电速度快的优势。早期的日产聆风与雪佛兰沃蓝达均采用了该类型电池。但它的短板也很明显 —— 电池衰减速度快、能量密度较低,因此如今已不再用于长续航电动汽车。

镍锰钴电池(NMC)
除中国市场外,镍锰钴电池是全球应用范围最广的电池类型。它能量密度高,且配套供应链成熟完善,现代、起亚、宝马、大众、丰田等车企的长续航电动汽车,大多采用这种电池。其缺点在于成本偏高,热稳定性也逊色于其他类型电池。

镍钴铝电池(NCA)
这款电池用价格更低的铝替代了部分昂贵的锰,既提升了电池稳定性,又延长了使用寿命。特斯拉长期采用松下生产的镍钴铝电池,而通用汽车的皮卡与 SUV 车型,则主要使用在此基础上加入锰元素的 NCMA 电池。该电池能量密度表现优异,但成本依旧偏高,且需要配备复杂的冷却系统。

磷酸铁锂电池(LFP)
磷酸铁锂电池是当前风靡全球大众市场的电池技术。它以铁和磷酸盐为核心原料,摒弃了成本高昂且存在环保争议的镍、锰、钴,因此具备低成本、高安全性与长使用寿命的特点。尽管能量密度相对偏低,但车企通过方形电芯、电芯直入车身(CTP)等技术,有效弥补了这一短板。磷酸铁锂电池在中国市场应用十分普遍,如今在欧美市场的经济型车型上,搭载比例也在持续攀升。

次世代技术:性能与成本的双向优化
锂锰磷酸铁电池(LMFP)
在磷酸铁锂的基础上加入锰元素,实现了性能与续航的双重提升。中国国轩高科宣称,其研发的锂锰磷酸铁电池在高温环境下可完成超 1800 次充放电循环,且能支持车辆续航突破 1000 公里。宁德时代推出的 “M3P” 电池也属于这一技术路线,目前正与特斯拉合作推进量产。

富锰锂电池(LMR)
这是西方企业研发的锂锰磷酸铁电池同类技术。由于北美与欧洲市场缺乏像中国一样成熟的磷酸铁锂电池供应链,为了降低成本并减少对中国供应链的依赖,相关企业将研发重心投向了锰材料。
富锰锂电池大幅减少了镍、钴的用量,大幅提升了锰的占比,最终实现了媲美镍锰钴电池的续航表现,同时成本可控制在磷酸铁锂电池的水平。通用与福特均在推进该电池的研发工作,通用计划在 2028 年前,将其搭载于大型 SUV 与皮卡车型,以实现 640 公里以上的续航里程。

创新材料:负极材料的进化之路
硅基负极 / 复合石墨
长期以来,石墨一直是电池负极的主流材料。目前,行业正全力研发能量密度更高、体积更小的新型负极材料,复合石墨与硅基负极的研发应用正处于加速阶段。
美国企业 Group14 Technologies 与 Sionic Ennull
声明:本文由太平洋号作者撰写,观点仅代表个人,不代表太平洋汽车。文中部分图片来源网络,感谢原作者。
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2025-12-31
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