鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1956次 | 2018年05月21日
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池哪個(gè)好
所謂磷酸鐵鋰電池,就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(shì)。
而三元材料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。與磷酸鐵鋰不同,三元鋰電池電壓平臺(tái)很高,這也就意味著在相同的體積或是重量下,三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外,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(shì)。
單論電池,也沒有所謂的誰(shuí)更好誰(shuí)更差。只是套用到實(shí)際使用場(chǎng)景中,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(lái)的家用電動(dòng)汽車。
三元材料電池更適合乘用車
低溫放電性能更好
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%
我國(guó)幅員遼闊,氣候復(fù)雜,從最北端的東北三省到最南端的海南諸島溫度變化非常豐富。以北京為例,作為電動(dòng)汽車的主力市場(chǎng),北京夏季最高溫度在40℃左右,而冬季則基本保持在零下16℃左右,甚至更低。這樣的溫度區(qū)間顯然適合低溫性能更佳的三元鋰電池。而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北京的冬季會(huì)顯得有些乏力。
“相對(duì)25℃容量”是指不同溫度條件下放電容量與25℃時(shí)放電容量的比值。該數(shù)值能夠準(zhǔn)確反映出電池在不同溫度條件下續(xù)航的衰減,越接近100%,電池表現(xiàn)越好。
從上圖中能夠看出,以25℃為基準(zhǔn)常溫,兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電,放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時(shí),三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池相比有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。
能量密度更高
根據(jù)國(guó)內(nèi)三元材料18650圓柱電池龍頭企業(yè)——比克電池提供的資料,其18650電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到了232Wh/kg,后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步提高至293Wh/kg。而相比之下,目前國(guó)內(nèi)主流的磷酸鐵鋰電池能量密度也僅達(dá)到150Wh/kg左右,據(jù)國(guó)內(nèi)電池行業(yè)專家剖析,未來(lái)幾年之內(nèi),磷酸鐵鋰電池的能量密度能夠達(dá)到300Wh/kg的希望非常渺茫。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
不同于體積龐大的電動(dòng)巴士,對(duì)于家用電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),空間永遠(yuǎn)是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰電池將會(huì)占據(jù)原本就不多的汽車空間,并且由于更重的質(zhì)量,在使用時(shí)的放電續(xù)航也會(huì)受到比較大的影響。相對(duì)而言能量密度較高的三元鋰電池在解決重量問題的同時(shí)也為家庭用車節(jié)省出了空間。
1、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。 鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、 三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。
2、三元聚合物鋰電池:是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池,鋰離子電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。
3、體現(xiàn)二者材料、用途、工藝的不同。
電池是一種能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存的裝置它通過反應(yīng)將化學(xué)能或物理能轉(zhuǎn)化為電能。
電池即一種化學(xué)電源,它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)極,兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中,當(dāng)連接在某一外部載體上時(shí),通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來(lái)提供能。
磷酸鐵鋰電池和三元電池的材料體系不一樣,磷酸鐵鋰是3.2V電壓平臺(tái),循環(huán)壽命做到2000次以上,三元電池是3.6V電壓平臺(tái),循環(huán)壽命看不同的廠家,不同的型號(hào)和工藝,有一些做到500次循環(huán),有一些能做到1000次循環(huán)以上。鐵鋰電池的高溫性能好,三元電池的低溫性能好。安全性這一塊,鐵鋰的好一些。一些放電數(shù)據(jù),可以參考一下。
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。其特色是不含鈷等貴重元素,原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富,不會(huì)有供料問題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170 mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng),在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
優(yōu)點(diǎn):
相比目前市面上較為常見的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn):更高的安全性、更長(zhǎng)的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
缺點(diǎn):
磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低;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;產(chǎn)品一致性差;知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。
三元聚合物鋰電池:正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。據(jù)清華大學(xué)歐陽(yáng)明高解釋:本次調(diào)查中所稱的“三元”材料,指的是正極是三元,負(fù)極是石墨的通常說(shuō)法中的“三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>”。而在實(shí)際研發(fā)應(yīng)用中,還有一種正極是三元,負(fù)極是鈦酸鋰的,通常被稱為“鈦酸鋰”,其性能比較安全,壽命比較長(zhǎng),不屬于普通所說(shuō)的“三元材料?!?/p> 優(yōu)點(diǎn): 三元鋰電池能量密度高,循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前,隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善,電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V,在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過鈷酸鋰電池水平。 缺點(diǎn): 三元材料動(dòng)力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,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,且pH值過高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn),目前造價(jià)較高。 總結(jié):對(duì)比之下,三元聚合物鋰電池的確有著更優(yōu)于磷酸鐵鋰電池的特質(zhì),但是目前隨著新能源它的發(fā)展卻受到了阻礙,但是總得來(lái)說(shuō)三元聚合物鋰電池更好。
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