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    動力電池用磷酸鐵鋰電池好還是三元鋰電池好

    來源:存能電氣  日期:2019-04-28 17:26  瀏覽量:

      動力電池用磷酸鐵鋰電池好還是三元鋰電池好?市面上新能源汽車采用的電池種類各不相同,目前在新能源汽車上有兩個主流的電池技術路線,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。對于一輛新能源汽車來說,電池就是生命,電池的性能在很大程度上決定了這輛車的綜合表現。

      動力電池用磷酸鐵鋰電池好還是三元鋰電池好?

      作為電動汽車動力之源的電池,自然是最為重要的零部件之一。電動汽車的續航、充放電等一切使用也都與電池的性能有著千絲萬縷的聯系。目前國內的動力電池主要分為兩個派系,根據正極材料的不同分為磷酸鐵鋰派和三元材料派。雖然兩者均屬于二次電池,都可以反復進行充放電使用,但由于材料的差異,在最終反映到使用層面的性能還是有比較大的差別。

      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。這一類電池的特點是不含貴重金屬元素(比如鈷等)。由于不含有貴重金屬材料,磷酸鐵鋰電池的原材料成本就可以被壓縮的非常低廉。在實際使用中,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫,安全穩定性強,價格便宜,循環性能更好的優勢。

      三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰不同,三元鋰電池電壓平臺很高,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勢。

      從性能上比較三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個好,就要通過設置條件,得出兩種電池的實際參數來說明了。根據相關實驗室、新能源汽車廠家、動力電池生產廠家的實驗,雖然每家的測試不免存在具體參數上的細微差別,但對于兩種電池性能優劣性的判斷趨于一致。

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      磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的對比

      1、實際循環壽命

      對于家庭用車來說,三元材料和磷酸鐵鋰動力電池的額定循環壽命都遠遠超過了實際用戶的使用習慣,因此在使用壽命上可以完全放心。磷酸鐵鋰電池質量比較好的情況下,1年衰減量可以控制在5%以內,第二年可以在15%以內。三元類型的,1年降幅在7-10%,2年在20-25%。三元鋰電池的理論壽命是2000次,但基本上到1000次循環時,容量衰減到60%;就算業界最優秀品牌特斯拉,經過3000次也只能保持70%的電量,而磷酸鐵鋰電池經過相同循環周期,還有80%的容量。

      2、低溫性能

      磷酸鐵鋰電池的低溫性能是硬傷,江浙地區,在冬天0-5度的氣溫下,鐵鋰的表現大約是夏天的75%左右,大功率車大電流條件下,甚至會更低。三元鋰電池在同樣氣溫下,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,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。

      3、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。鐵鋰電池由于材料特性,放電有高壓區,平臺區和低壓區。其中高壓和低壓區,電壓的下降都非???,在平臺區,下降非常滿。實際上,由于鐵鋰電池的高壓和低壓區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。

      比如同樣容量的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池電芯,在充滿的條件下,串聯起來做過充測試,鐵鋰電池的電壓會升的非???,會早于錳系報廢;過放測試也一樣,電芯會以很快的速度變成負壓導致報廢。

      4、體積上的差別

      從目前的技術來看,三元鋰電池的能量密度普遍在200Wh/kg,未來可能達到300Wh/kg;而磷酸鐵鋰電池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg,個別的可以達到130~150Wh/kg,但要突破200Wh/kg難度很大。因此,三元材料動力電池可以比磷酸鐵鋰提供多出一倍的空間來,這一點對于空間有限的轎車很重要。

      所以,轎車選用三元鋰電池可以跑的更遠,而磷酸鐵鋰新能源汽車目前基本上還是用于城市大巴,因為一次續航不遠,需要在不長的距離內有充電樁可以充電。

      5、安全性

      客運大巴采用磷酸鐵鋰電池更核心的則是基于安全上的考慮。特斯拉轎車起火事故不止一起了,原因在于:特斯拉的電池組由7000塊左右的18650三元鋰電池組成,這些單位的電池或者整個電池組如有內部短路會產生明火,遇到極端的碰撞事故,短路引致起火。而磷酸鐵鋰的材料遇到短路則不會燃燒,耐高溫性能比三元鋰電池優越的多。

      6、充電效率

      充電效率,三元鋰電池更高。鋰電池充電是采用限流限壓法,即在第一階段做恒流充電,此時電流大,效率高。恒流充電達到一定電壓后,進入第二階段恒壓充電,此時,電流小,效率低。在20C充電時,三元鋰電池的恒流比是52.75%,磷酸鐵鋰電池的恒流比是10.08%,前者是后者的5倍。

      上述六個方面的比較大致可以得出二者的相對優勢,有助于回答動力電池用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個好的問題。磷酸鐵鋰電池安全、壽命長、耐高溫;三元鋰電池重量輕、充電效率高、耐低溫,二者因此差異產生的因時因地的各自適應性是雙雄并存的原因所在。

      總的來說,三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池,更加適應現在以及未來的家用電動汽車。像江淮、比亞迪、北汽等不少汽車廠商也開始將旗下原本使用磷酸鐵鋰電池的車型換裝三元鋰電池。

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