鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1525次 | 2020年07月23日
三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的區(qū)別?
隨著近幾年來新能源汽車的迅速發(fā)展和國家對新能源的重視,小編也見到馬路上出現(xiàn)越來越多的新能源汽車,大家對動(dòng)力電池的關(guān)注也越來越高,新能源汽車最核心的技術(shù)即為提供能量的電池,續(xù)航能力和充電速度則是電池技術(shù)發(fā)展到今天的瓶頸所在。動(dòng)力電池分為化學(xué)電池、物理電池和生物電池三種,電動(dòng)汽車采用的是化學(xué)電池,它是車輛驅(qū)動(dòng)能量來源,從結(jié)構(gòu)上可分為蓄電池和燃料電池,其中蓄電池泛指可重復(fù)充電電池,鋰離子電池因?yàn)槟芰棵芏雀吆脱h(huán)壽命壽命長,電池?fù)?dān)負(fù)著電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的重任,經(jīng)過多年發(fā)展,三元鋰和磷酸鐵鋰是兩大主流技術(shù)方向,得到更廣泛的推廣應(yīng)用,相比之下三元鋰電池又是兩個(gè)類型里面采用次數(shù)最多的,這兩種電池有什么區(qū)別呢?
磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類電池的特點(diǎn)是不含貴重金屬元素(比如鈷等)。在實(shí)際使用中,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫,安全穩(wěn)定性強(qiáng),價(jià)格便宜,循環(huán)性能更好的優(yōu)勢。原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富。代表車型有:比亞迪e6、比亞迪秦、比亞迪唐等。
三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負(fù)極材料的鋰電池。一般是采用鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰三元正極材料的鋰電池,把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進(jìn)行不同的調(diào)整,所以稱之為“三元”,包含了許多不同比例類型的電池。三元材料的電壓平臺(tái)比磷酸鐵鋰高,,電壓平臺(tái)越高,比容量越大,在相同的體積或是重量下,甚至同樣安時(shí)的電池,電壓平臺(tái)比較高的三元材料鋰電池續(xù)航里程更遠(yuǎn)。在大倍率充電、和耐低溫性能等方面,三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢。但是三元鋰電池所必需的鈷元素在我國儲(chǔ)量較少,大部分靠海外進(jìn)口,受到市場波動(dòng)影響非常大,所以三元鋰電池的成本會(huì)比較高。代表車型有:北汽新能源EV200、北汽新能源EU260、特斯拉Model3等。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池使用壽命
從電池的使用壽命來說,磷酸鐵鋰在循環(huán)使用率上與三元鋰電池會(huì)更加的有優(yōu)勢,在實(shí)驗(yàn)條件下,磷酸鐵鋰電池循環(huán)5000次剩余容量百分之八十四,三元鋰電池循環(huán)3900次剩余容量百分之六十六,循環(huán)壽命方面進(jìn)行比較,磷酸鐵鋰電池優(yōu)勢更明顯。在循環(huán)壽命上,磷酸鐵鋰電池相較于三元鋰電池,真實(shí)壽命要長許多,在同等循環(huán)次數(shù)下,磷酸鐵鋰電池的剩余容量也比三元鋰電池多不少。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
低溫條件下(氣溫低于-10℃以下),磷酸鋰電池衰減得非??欤?jīng)過不到100次充放電循環(huán),電池容量將下降到初始容量的20%,基本與寒冷地區(qū)的使用絕緣了;而三元鋰電池的低溫性能優(yōu)異,在-30℃條件下可保持正常電池容量,更適應(yīng)北方低溫地區(qū)的使用條件。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池安全性能
高溫條件下,三元鋰電池的三元材料會(huì)在200℃時(shí)發(fā)生分解,產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),釋放出氧原子,并在高溫作用下極易發(fā)生燃燒或爆炸的現(xiàn)象。磷酸鋰電池的分解溫度在800℃,更不容易著火,對于溫度的適應(yīng)性安全性相對較高。這兩種電池都會(huì)在到達(dá)一定溫度時(shí)發(fā)生分解,磷酸鐵鋰電池的分解溫度要高于三元鋰電池,但是這并不能判定三元鋰電池的安全性就差,動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)是可以通過動(dòng)力連接結(jié)構(gòu)、熱管理設(shè)計(jì)、電池管理系統(tǒng)等多個(gè)方面系統(tǒng)進(jìn)行提升,廠商在過充保護(hù)、過放保護(hù)、過溫保護(hù)、過流保護(hù)這幾個(gè)環(huán)節(jié)上都可以加強(qiáng)提升,讓安全措施設(shè)計(jì)的更加完善與科學(xué),這樣也能讓電池工作處于安全狀態(tài)下。三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池,更加適應(yīng)現(xiàn)在以及未來的家用電動(dòng)汽車。
選擇哪個(gè)類型的電池對于消費(fèi)者來說,主要是看電池的續(xù)航里程更遠(yuǎn)、壽命更長、更加安全這些問題。磷酸鐵鋰電池優(yōu)點(diǎn)是更高的安全性、更長的使用壽命、原材料成本低、支持快速充電、工作溫度范圍廣,穩(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的,缺點(diǎn)是能量密度較三元鋰電池仍有不小的差距,當(dāng)溫度低于-10℃的時(shí)候,充電效率有所降低,及在溫度過低的情況下,會(huì)影響電池的電容,磷酸鐵鋰電池應(yīng)用的車型,不適合在北方行駛,尤其是東北等極寒地帶;三元鋰電池優(yōu)點(diǎn)是能量密度高,循環(huán)性能好,更適合未來新能源汽車電池的發(fā)展趨勢,適合北方天氣,低溫時(shí)電池更加穩(wěn)定。缺點(diǎn)是由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差,進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn),但這個(gè)問題可以通過多方面系統(tǒng)進(jìn)行提升改善安全性,目前造價(jià)較高。對比之下,三元聚合物鋰電池有著磷酸鐵鋰電池不可比擬的高能量密度、耐低溫等特性,更優(yōu)于磷酸鐵鋰電池的特質(zhì),在新能源汽車發(fā)展的未來,三元鋰電池解決掉安全和成本問題,可以作為未來汽車新能源存儲(chǔ)設(shè)備的。