鉅大LARGE | 點擊量:359次 | 2023年06月14日
有關(guān)磷酸鐵鋰離子和三元材料的比較
在正極材料當(dāng)中,最常用的材料有鈷酸鋰離子,錳酸鋰離子,磷酸鐵鋰離子和三元材料(鎳鈷錳的聚合物)。目前來看,外資日韓公司等重要采用的是三元電池材料整體技術(shù)上確實領(lǐng)先我國公司,但是在我國市場應(yīng)用上,磷酸鐵鋰離子電池相有關(guān)三元材料電池占據(jù)了上風(fēng)。去年磷酸鐵鋰離子搭載量高達(dá)20Gwh,占比達(dá)到了73%,而三元材料電池的搭載量僅為6.3Gwh,占比只有22%。
但從技術(shù)領(lǐng)域看,有關(guān)電池路線的爭議還在持續(xù),未來唱主角的是磷酸鐵鋰離子還是三元材料電池?
從能量密度來看,三元電池確實比磷酸鐵鋰離子占據(jù)優(yōu)點,以特斯拉,三星,LG為代表的外企便是采用三元材料;而磷酸鐵鋰離子電池最近幾年技術(shù)進(jìn)步很大,在比能量上已經(jīng)能夠接近三元材料電池,國內(nèi)汽車巨頭比亞迪便是采用磷酸鐵鋰離子材料。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,三元材料電池的比能量為160-200wh/kg,磷酸鐵鋰離子電池為120-150wk/kg。但有專家表示,比能量并非絕對的,也可以將磷酸鐵鋰離子電池的比能量做到160wh/kg,只不過其他數(shù)據(jù)要妥協(xié)。所以,動力鋰離子電池的數(shù)據(jù),是要根據(jù)市場需求來的。而從成本來看,無意是磷酸鐵鋰離子占據(jù)優(yōu)點,三元材料電池的原材料要貴金屬,價格較高,未來也很難降下來,而磷酸鐵鋰離子電池的原材料相對價格穩(wěn)定,未來還有可能大幅度降低。且三元材料重要由外資供應(yīng),因而沒有納入國家的補(bǔ)貼范圍,成本肯定比磷酸鐵鋰離子高;從安全性來看,也是磷酸鐵鋰離子更加有優(yōu)點。三元材料是有鎳鈷錳三種聚合而成,在到達(dá)一定溫度時發(fā)生分解,三元鋰離子材料會在更低的200度左右發(fā)生分解,而磷酸鐵鋰離子材料是在800度左右。并且三元鋰離子材料的化學(xué)反映更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫用途下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應(yīng)。說簡單點,就是三元鋰離子材料比磷酸鐵鋰離子材料更容易著火。不過要注意的是,我們提到的是材料,而不是已經(jīng)成為成品的電池。今年年初國家公布客車暫停(暫緩)使用三元材料電池條例,說明在短時間內(nèi),政策層面在客車領(lǐng)域不允許用三元,說明國家的導(dǎo)向。
不過,磷酸鐵鋰離子電池有一個致命性的缺點,那就是低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。研究表明,一塊容量為3500mAh的電池,假如在-10℃的環(huán)境中工作,經(jīng)過不到100次的充放電循環(huán),電量將急劇衰減至500mAh,基本就報廢了。這有關(guān)我國幅員遼闊,冬天低氣溫的確較多的綜合國情來說,的確不是一件好事。此外,材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差,這也是導(dǎo)致很多純電動汽車?yán)m(xù)航能力并不能達(dá)到標(biāo)稱值的重要原因。因此,我們可以看到國內(nèi)有不少的新能源汽車(無論是純電動還是混合電動),或者是一些比較廉價的新能源汽車,會出于不同的原因選擇磷酸鐵鋰離子電池??梢哉f,磷酸鐵鋰離子電池的使用,有關(guān)新能源汽車量產(chǎn)落地以及推廣,都有著不可磨滅的奠基用途。
那么這兩種電池現(xiàn)在的使用情況又是怎么樣樣的呢?讓我們來關(guān)注一組數(shù)據(jù)。去年十一月,磷酸鐵鋰離子電池的電動大巴裝機(jī)量占到了64.9%,三元鋰離子電池裝機(jī)量只有27.6%。相反,在純電動乘用車市場,三元鋰離子電池在去年十一月的裝機(jī)量超過76%。而過去兩年中,商用車,包括大巴的產(chǎn)銷增速比乘用車更快,這也從說明了國家要把安全放在第一位的重要原因,但隨著的技術(shù)的成熟,乘用車的未來市場空間還很大。
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%
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