通常我们说得最多的动力锂离子电池基本上属于锂离子电池，简称锂离子电池。一颗合格的锂离子电池，基本组成包括外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中，正负极材料有关锂离子电池的能量密度、安全性、循环寿命等起着决定性用途，占锂离子电池成本的40%，其技术发展尤为关键。如今动力锂离子电池材料的派别大概分磷酸铁锂和三元材料，新兴材料也渐露头角，着手争夺未来新一代的地位。
锂离子电池家族比拼升级：磷酸铁锂星光暗淡，三元材料后程发力
自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂离子电池。磷酸铁锂离子电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，一般简称为磷酸铁锂离子电池。由于它的性能特别适于动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力锂离子电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力锂离子电池”。
磷酸铁锂动力锂离子电池的容量有较大差别，可以分成三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。在乘用车以及商用车领域目前应用较广的是小型标准圆柱形封装的磷酸铁锂动力锂离子电池，其外廓尺寸：直径为18mm、高650mm（型号为18650）也就是大家常说的18650电池。
磷酸铁锂离子电池仍占一席之地
而磷酸铁锂离子电池能够成为动力锂离子电池中的主力，归功于：高效率输出，标准放电为2～5C、持续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；高安全性，电池的结构简单而稳定；极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%；可快速充电；低成本；对环境无污染。
三元材料电池指的是以三元材料为正极材料的锂离子电池。三元材料指的是Ni、Co、Mn或Ni、Co、Al三种金属元素为核心元素的正极材料。随着美国特斯拉电动汽车进入我国，能量密度高、续航能力强的三元锂离子电池逐渐替代以磷酸铁锂为主的国内电池，正常来讲，用作动力锂离子电池的三元聚合物锂离子电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂离子电池。
在倍率放电方面，虽然三元锂离子电池不如磷酸铁锂，但是纯电动汽车电池容量大，电机功率大多不太大，高倍率放电的情况很少，缺点表露的不明显。在寿命方面，三元锂离子电池不如磷酸铁锂。而对插电混合动力汽车来说，电池经常要高倍率放电，而且充放次数较多，有关高倍率性能不佳、寿命较短的三元锂离子电池来说并不合适。所以，在电池路线上，很多插电混合动力汽车和纯电动客车依然应该坚持磷酸铁锂路线。目前销售较好的大多是商用车，特别是城市公交，大客车。这类汽车高倍率放电次数极少，电池容量大，对充放电时间不敏感，而对成本、续航有要求。但是在乘用车市场上，考虑的因素有很大不同，由于乘用车留给电池的空间不多，所以鉴于目前磷酸铁锂离子电池能量密度已经基本达到理论的极致，而三元电池的能量密度还有很大的提升空间，不少厂家纷纷着手研发和应用三元材料，就连比亚迪这种磷酸铁锂“死忠粉”，也已经开始动摇了。
虽说磷酸铁锂在能量密度上已经无法与三元材料比拟，但是在市场应用上，以磷酸铁锂为电芯所组成的电池较为简单，不要太多保护辅助设备，而三元电池虽然电池电芯密度很高，但由于其安全性差不耐高温，所以必须结合一套复杂的电池保护设备，而这些设备都加大了汽车的重量，使得三元电池在能量密度上的优势削弱了，目前无法完全取代磷酸铁锂。综合能量密度、循环寿命、低温性能等方面，三元电池综合性能优于磷酸铁锂离子电池，但是在稳定性以及成本上，磷酸铁锂仍具有牢固的地位。
总的来说，作为目前动力锂离子电池的主力军，磷酸铁锂的电池能量密度已经基本达到理论的极致，但是由于成本，安全等方面的优势，使得在工业化生产上仍被需求。
未来格局：负极材料或制霸新一代锂离子电池
钛酸锂离子电池
首先是最近火热的钛酸锂离子电池，这位说起来与前面介绍的两位“大哥”略有不同，因为钛酸锂离子电池的技术在于负极材料，是将石墨更换为新型高比表面积的纳米级钛酸锂负极材料，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成锂离子二次电池。这样的组合能够充电更快（6c至10c），安全性更高，工作环境适用温度范围为-40至60摄氏度，并且钛酸锂负极的无SEI膜结构使得防止了电池过热导致的起火；低温充电寿命更长，钛酸锂晶状结构比石墨层状结构更稳定，锂离子嵌入与脱嵌不会造成材料变形，大大提高了电池的循环寿命（100%充放>25000次）。
相比于老大哥“磷酸铁锂”，优势在于：一是充电速度快，钛酸锂离子电池能够10分钟快速充电，是磷酸铁锂离子电池充电速度的20倍以上；二是电池衰减速度慢，电池寿命长。钛酸锂离子电池实际使用寿命为6～8年，磷酸铁锂离子电池仅为2～3年。可以预见：钛酸锂材料在2－3年后，有可能会成为新一代锂离子电池的负极材料而被广泛应用在新能源汽车领域。
锂硫电池
在对能量密度需求大幅新增的背景下，锂离子电池家族中的锂硫电池渐露头角，而且也是在阴极材料上取得突破。2014年六月份，美国的研究人员研制出了一种廉价、高功率的锂硫电池。这种锂硫电池的工作原理类似锂离子电池，但是利用硫来代替了重金属。由于硫具有比金属更多的氧化能力而且借助于硫的特性，锂硫电池具有同质量锂离子电池四到五倍的能量储存能力。而锂硫电池之所以备受众人期待，不仅仅是其强大的能力密度，更重要的是硫作为一种工业原料，相比于钛、钴、镍这些重金属，有着相当便宜的价格，在未来的工业化进程中，很有潜力。
目前，牛津大学的OXIS能源生产的锂硫电池理论上能够达到300Whr以上，而一般的锂离子电池只能达到140Whr左右。不过有得必有失，有一个先天弱点不容忽视：锂硫电池的电极会逐渐溶解到电解液中，并且锂离子电池充放电循环过程中部分金属锂会沉积，形成长长的细丝“枝晶”，这会引起电池短路，造成安全隐患。而生产锂硫电池的OXIS能源也不负众望，开发出一种新发现的单原子厚度的锂化石墨烯来尝试解决这个问题。
观点：众位选手比拼到现在，其实仍然没有谁能真正代替谁，甚至都没有谁能完全满足新能源汽车动力锂离子电池的技术要求。前不久，铝离子电池登台，锂离子电池遭遇到强劲的对手，而潜在的空气电池或燃料动力锂电池等，都拥有很多锂离子电池无法企及的优点，非议众多的石墨烯电池也有可能脱颖而出。目前，多项新型电池技术已在实验室中诞生，并朝产业化逼近，而动力锂离子电池的未来，充满无限可能。
