随着理想MEGA 5C三元快充电池以及神行超充4C铁锂电池的发布，2023年已然成为了“超充电池的元年”。此外，随着中科海纳/江苏众钠等众多钠离子电池产品的发布，2023年又称为“钠电产业化元年”；同时宁德时代的M3P电池蓄势待发，国轩高科和中创新航也各自发布了旗下的LMFP电池新品，2023年也被称为“磷酸锰铁锂爆发前夜”。

随着新能源汽车渗透率的提高，各种电池体系也层出不穷。最近YouTube上的知名博主The Limiting Factor 对目前几种常见的电池体系进行了分析，包括钠离子电池（层状正极），钠离子电池（PA聚阴离子正极）,LMFP, LFP以及三元高镍等。从能量密度，成本，循环寿命以及安全等几个方面入手，对于每种电池在2023，2025以及2030年的性能指标和潜在应用场景进行了详细的分析。

1、钠离子电池

虽然将钠离子电池作为一个整体进行分析，但是其包含了几种不同的材料体系。其中普鲁士白(蓝)体系由于热失控会产生有毒氰化物的问题，已经被主流企业所抛弃，宁德时代目前跟奇瑞合作的钠电池也转向了层状材料体系。

YouTube的这位博主通过比亚迪在第二届钠离子产业链与标准发展论坛上的报告，对于钠电池（层状/聚阴离子）的比能量，循环寿命，以及成本进行了估算分析。

其中层状材料的优势是高能量密度以及相对LFP而言更低的成本。但是要注意，其体积能量密度较差，能装的总能量较低，所以很难取代LFP电池在A级以及B级车的规模使用，未来凭借成本较低的优势，有望在A00以及A0小车上实现批量应用。

聚阴离子的优势是更低的成本以及更长的循环寿命，远期看有望达到11000次循环寿命，这样的话其单位Wh每次循环的成本(Cost/kWh/Cycle)是最低的，非常有利于储能的应用。不过必须要解决硬碳析钠的问题。

这里面最大的问题在于钠电池的成本能否如这位博主分析的这么低？（2030年LFP的成本是$63/kWh, 要比聚阴离子高50%，比层状也高出20%以上，这里面对于钠电池比能量的增长幅度是过于乐观的，对其成本的估计也偏乐观）。

他的分析借鉴了Faradion这家公司关于钠电池和LFP电池的BOM成本对比（参考文献: J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 8279–8302），这个是按照材料对材料的比较，使用的是美国阿贡实验室开发的BatPac v3模型，对于钠离子电池的物料成本是按照批量生产后来估计的，而对于LFP的物料成本是按照欧美能够拿到的价格来估计的。

其中差距在于低成本的LFP只存在于中国，出口的LFP材料成本至少高50%以上，所以导致层状钠电的正极成本比LFP还要低。此外使用涂炭铝箔和铜箔的LFP电池箔材成本也比钠电池高了很多，电解液成本也更高。

实际上这些原材料的成本在国内都是很低的，尤其是现在LFP的价格已不足5万，电解液更是接近2万/吨，钠电池的BOM成本跟LFP相比较没啥优势。

更重要的是，这里面并没有考虑到铝壳电池壳体的价格，由于钠电池比能量要比铁锂低20~30%，相同尺寸下其壳体的成本占比会大幅提高，对于小容量的电芯而言更是如此。

此外，在同样的设备投资下，如果钠离子电池的产能只有铁锂的70%~80%，那么其制造成本要比铁锂高出20~30%，这也会抹平其在BOM成本上的优势（考虑到未来铁锂和钠电池的BOM成本会在0.3元/Wh左右，制造成本在0.1~0.15元/Wh，不可忽略）。

所以亿纬锂能中央研究院副院长赵瑞瑞在今年的高工钠电峰会上说，“当碳酸锂价格来到15万元/吨以下时，相比能量密度更高的锂电池，钠电池的成本优势就消失了，不仅会失去小动力电池的市场，并且在储能领域基本不可用”。

刚刚过去的第四届能源日上，蜂巢总经理杨红新也说 “钠离子电池目前有研发的推进必要性，但是量产应用困难较高。因为钠离子电池能量密度低，相同产线上产值太低，制造成本不划算。而且放电功率小，还没有合适的应用场景”。

2、磷酸锰铁锂电池

磷酸锰铁锂电池的性能演化路线比较清晰，基本是在LFP的基础上提高能量密度，并且降低成本，做到在主流乘用车领域对LFP以及三元体系的取代。这里面核心的是成本，其分析是参照东吴证券的一份券商报告（题目是 “技术演进行而不辍，产业奇点未来可期-磷酸锰铁锂行业报告“）。

基本上LMFP的成本在2025年有望跟LFP持平，后面随着锂盐价格的下降以及比能量的提升，其度电成本会比LFP还要低，不过循环寿命2000次还是偏低，无法在储能领域取代LFP。

这个表格中的比能量数据是按照纯用来估算的，如果是掺混三元的话，其能量密度可以更高，但是成本也会相对增加。不过即使是230Wh/kg的比能量，对于大部分乘用车而言已经足够了，所以其有望在主流的A~B级车上实现对磷酸铁锂和三元的替代。

而对于目前主流的LFP电池而言，其主要的发展方向是进一步提高比能量和循环寿命，但是其上升的空间十分有限。比能量最高也就205Wh/kg (注意，这里面应该没有考虑铁锂配硅碳，可能觉得意义不大)，跟目前的195Wh/kg相比较提高幅度也就5%。核心还是循环寿命的提升，如果到10000次以上，那么对于长循环的应用依然是重大优势，比如储能（参考12000次循环的储能电池是如何实现的？）。

3、高镍三元电池

高镍三元的性能演化也是朝着高比能的方向发展，并进一步降低成本，提高循环寿命。这里面需要注意的是，国外的博主很少接触到国内的中镍高电压三元，熟悉的主要是松下，LG，三星等企业的高镍三元，也包括NCA，NCMA等。在高比能这个领域，可以说高镍三元是没有敌手的。

所以这位博主并没有特别激进，考虑到成本和循环寿命的均衡，2030年主流的电芯比能量才310Wh/kg (要知道目前国内卫蓝的软包电芯比能量达到了360Wh/kg, 铝壳电芯的比能量也能达到320~330Wh/kg，但是掺硅补锂的成本较高)，不过成本会下降到$77/kWh， 而且循环有望达到3000次。这几点也是特斯拉在皮卡以及重型货车上全面电动化的核心之一。

2025年主要的变化是钠离子电池的比能量大幅提升，并且成本下降到比LFP还要低，这就会促进钠电池的规模应用。

一方面，层状钠电可能会在A00以及A0级小车上实现批量应用，另一方面聚阴离子靠着低成本和长循环的优势，也会在储能以及轻型电动车领域崭露头角。此时LMFP电池成本已经接近LFP电池，靠着在比能量上的优势，也会逐步取代LFP在A~B级车型上实现批量应用。

而到了2030年，上述趋势会进一步加强，随着层状钠离子电池的比能量，成本和寿命进一步改善，在A00/A0级车的领域会成为霸主，而且有望在A级市场小规模渗透。储能上聚阴离子体系优势明显，可能会是主流。

LMFP电池会加速在A/B级车的渗透。值得注意的是，LFP电池的循环寿命由于达到了10000次以上，如果聚阴离子钠电池的成本下降不及预期，那么铁锂在储能领域依然会是优选。

要注意的是，特斯拉在其Battery Day上，曾提出了2030年2000万台车目标，对应10TWh的动力电池需求。具体来看在豪华乘用车，皮卡以及商用货车等领域依然会主要采用高比能的高镍三元材料，预期市场总规模5TWh，这也是特斯拉自研4680圆柱的重要逻辑之一。

因为要对核心的原材料和电池进行供应管控，以便实现大规模低成本获取电池的商业目标。从这一点来看，Tesla的大圆柱体系应该只关注高比能的高镍体系，核心是高生产效率以及低成本。这样才能满足其未来车型的巨大需求。

这一点跟国内区别很大，因为增程路线和换电模式的兴起，国内的大型乘用车以及重卡都有更多的选项。比如增程式路线可以采用中镍三元甚至LFP（例如比亚迪仰望车型），重卡的换电模式也可以采用LFP等。大圆柱的市场预期并不高。

除了高镍之外，比能量稍差的LMFP会在中等续航的A/B级车上实现大规模的应用，而低成本的层状钠电有利于在低端的A00/A0级车型上规模使用。储能将是聚阴离子钠电池的天下，因为其成本低，寿命长，安全也好。

出于对体积的要求，出租车等领域可能还需要比能量高一些的LFP电池，其循环寿命长也有利于整车里程的高需求。尤其是要注意的是，LFP电池的长寿命对于储能非常适合的，如果钠电池性能尤其是成本和寿命不及预期，那么储能日后还是LFP的天下。

小结：根据The Limiting Factor的分析，钠离子电池的核心优势在于低成本和长寿命，必须要把成本做到极致，才能有更好的未来。但是随着锂盐价格的下跌，LFP目前的BOM成本已经接近0.3元/Wh, 加上比能量高制造成本低等优势，钠电池短期内是无法与之争锋的，钠电能否突围还是未知数。

而LMFP的渗入会更加确定一些，尤其是在中等续航水平的A/B级车型中，其发展空间很大。高镍虽然在国内的份额越来越低，但在欧美如果Tesla和宝马的大圆柱能够做起来，那整个行业的规模也不可小觑。而且高镍三元的BOM成本高，很大程度上摊薄了制造成本，产线投资回报率更高，对初创企业的吸引力更大。

总体而言，2030年依然会是多种电池体系争霸的时代，这其中LMFP确定性最高，高镍以及LFP也都会大规模存在。而钠电池能否成功，主要在于其降本的进度，不仅是材料的BOM，在制造工艺上可能也需要进行优化。