鉅大LARGE | 點擊量：23660次 | 2018年05月27日
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池哪個好
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。
一、磷酸鐵鋰電池
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，原料價格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會有供料問題。其工作電壓適中（3.2V）、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
優(yōu)點：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
相比目前市面上較為常見的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點：更高的安全性、更長的使用壽命、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：
磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導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；知識產(chǎn)權問題。
二、三元鋰電池
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)清華大學歐陽明高解釋：本次調(diào)查中所稱的“三元”材料，指的是正極是三元，負極是石墨的通常說法中的“三元動力電池”。而在實際研發(fā)應用中，還有一種正極是三元，負極是鈦酸鋰的，通常被稱為“鈦酸鋰”，其性能比較安全，壽命比較長，不屬于普通所說的“三元材料。”
優(yōu)點：
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和結構完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經(jīng)達到或超過鈷酸鋰電池水平。
缺點：
三元材料動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構不穩(wěn)定，導致高溫安全性差，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發(fā)危險，目前造價較高。
總結：對比之下，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，但是總得來說三元聚合物鋰電池更好。
電芯按照材料，主要分為磷酸鐵鋰和錳系（含鈷鋰，三元等材料）。
鐵鋰標稱電壓3.2-3.3V，錳系3.6-3.7V，這個是最明顯的區(qū)別。
鐵鋰體系的優(yōu)點：理論壽命長，理論耐過充過放性能優(yōu)良
三元體系的優(yōu)點：能量密度高，低溫性能好，體積小，放電線性好。
鐵鋰的缺點：體積大，重量大，放電線性不好，低溫性能差。
三元體系的缺點：循環(huán)壽命略差，高溫條件下壽命差。
很多介紹鐵鋰的文章，都會提到循環(huán)壽命最少有1500循環(huán)，2000-3000也很常見。如果事實是這樣，那鐵鋰的優(yōu)勢確實非常大，不過實際和理論卻有很大差異。本人經(jīng)手過一個鐵鋰電芯，國內(nèi)某大廠產(chǎn)的，實際壽命大約在100循環(huán)左右，勉強和鉛酸能比比，這種在理論上也是2000的壽命，實際只有1/20，當然這種是比較渣的類型，不具備代表性。按照幾年使用經(jīng)驗來看，品質(zhì)可以的鐵鋰，壽命會略有優(yōu)勢，不過優(yōu)勢非常微弱，和理論上的指標依然有很大差異，達到了可以忽略不計的程度。
所以，如果是基于壽命方面的考慮去選擇鐵鋰，那基本是不靠譜的事情！
低溫性能。
鐵鋰的低溫性能是硬傷，江浙地區(qū)，在冬天0-5度的氣溫下，鐵鋰的表現(xiàn)大約是夏天的75%左右，大功率車大電流條件下，甚至會更低。三元類的電池在同樣氣溫下，大約是夏天的90%左右，有下降，但還不太明顯。更靠北方的地區(qū)，下降的會更多一點。不同地域的客戶，在選擇鋰電材料的時候，這點是必須要考慮到的。
放電線性。
放電線性簡單的說，是剩余電量和電壓之間的關系。
鐵鋰由于材料特性，放電有高壓區(qū)，平臺區(qū)和低壓區(qū)。其中高壓和低壓區(qū)，電壓的下降都非?？?，在平臺區(qū)，下降非常滿。最終的使用表現(xiàn)就是充滿的鐵鋰，起步幾百米，就會掉好幾V虛電，然后會進入一個電壓下降非常緩慢的平臺區(qū)，大約放出80-90%的儲電量之后，會進入到低壓區(qū)。這種放電特性從好的方面來說，主要放電區(qū)間電壓都非常平緩，從不好的方面來說，用戶很難根據(jù)電壓顯示數(shù)據(jù)來判斷剩余電量的多少，搞不好就要推車。
過充過放性能。
鐵鋰的一大優(yōu)勢（理論）是耐過充過放，通常來說，鐵鋰短時間過充到5V沒有危險，立即釋放多余電量的話，對性能也沒有太明顯的影響。而錳系電池，到5V已經(jīng)會有明顯的過充反應，會對電芯造成比較嚴重的損傷。
過放狀態(tài)下，鐵鋰到0V都可以恢復正常（性能會略有下降），三元體系過放到0V就報廢了。
基于以上字面理解，鐵鋰具有更好的過充過放性能。
實際上，由于鐵鋰的高壓和低壓區(qū)充放電曲線非常陡峭，微弱的電量都會引起電壓的顯著變化。事實的表現(xiàn)剛好會和字面上的意思相反。
比如同樣容量的鐵鋰和三元體系電芯，在充滿的條件下，串聯(lián)起來做過充測試，鐵鋰的電壓會升的非?？?，會早于錳系報廢；過放測試也一樣，如果是單節(jié)，過放的最低下限就是0V，實際電池組中，過放到0V不會停止，電芯會以很快的速度變成負壓導致報廢。
體積。
鐵鋰的體積天然劣勢。同樣的尺寸條件下，鐵鋰能裝10AH的，三元體系通常能裝到15AH以上。這對目前大功率電摩來說，具有非常大的差異。
以驃騎車型為例，裝鐵鋰電池，一般在72V80AH左右，要裝100AH需要做比較大的改動，換成三元類的電池，裝150AH是比較簡單的，要裝到200AH也不難。這對需要長途和大電流放電的客戶，鐵鋰的劣勢就非常大了。不論在放電輸出電流，還是續(xù)航里程，都不是差一點點。
實際壽命。
鐵鋰質(zhì)量比較好的情況下，1年衰減量可以控制在5%以內(nèi)，第二年可以在15%以內(nèi)。三元類型的，1年降幅在7-10%，2年在20-25%。當然，具體也和使用負荷，使用頻率有關系，這里只是一個大概的表述。
綜合多種因素，鐵鋰的使用特性大致可以表述為：尺寸相對較大，低溫性能不好，可以在壽命期內(nèi)保持相對平緩的衰減速率，一般用5年左右是可以的；三元體系的特點：體積小，可以裝更大的容量，冬天性能下降不多，初期容量較大，比鐵鋰有明顯的里程優(yōu)勢，壽命后期會有比較明顯下降，一般壽命3左右年。
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