鉅大LARGE | 點擊量:871次 | 2021年03月23日
磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池各有什么優(yōu)點?
三元鋰離子電池全稱是三元材料電池,一般是指采用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2,NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(NCA)三元正極材料的鋰離子電池,把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進行不同的調(diào)整,所以稱之為三元,包含了許多不同比例類型的電池。從形狀上來區(qū)分,可分為軟包電池、圓柱電池和方形硬殼電池。其標稱電壓可達到3.6-3.8V,能量密度比較高,電壓平臺高,振實密度高,續(xù)航里程長,輸出功率較大,高溫穩(wěn)定性差,但低溫性能優(yōu)異,造價也比較高。
磷酸鐵鋰離子電池
磷酸鐵鋰離子電池則是采用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,用鐵來做電池原料一來成本低廉,二不含重金屬,對環(huán)境污染較小,工作電壓為3.2V。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,因此在零電壓存放時并不會有泄漏,高溫條件下或過充時安全性非常高,可快速充電,高放電功率,無記憶效應,循環(huán)壽命高,缺點為低溫性能差,正極材料振實密度小,能量密度較低,產(chǎn)品的成品率和一致性也飽受質(zhì)疑。
這兩類電池各有所長
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%
高溫條件下,三元鋰離子電池的三元材料會在200℃時發(fā)生分解,出現(xiàn)劇烈的化學反應,釋放出氧原子,并在高溫用途下極易發(fā)生燃燒或爆炸的現(xiàn)象,因此基于安全的考慮,我國工信部在2016年一月,通過特殊發(fā)文規(guī)定將三元鋰離子電池的使用暫時限制在純電動客車之外。而磷酸鋰離子電池的分解溫度在800℃,更不容易著火,安全性相對較高。
低溫條件下(氣溫低于-10℃以下),磷酸鋰離子電池衰減得非??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;而三元鋰離子電池的低溫性能優(yōu)異,在-30℃條件下可保持正常電池容量,更適應北方低溫地區(qū)的使用條件。
從制造成本上來看,三元鋰離子電池所必需的鈷元素在我國儲量較少,大部分靠海外進口,受到市場波動影響非常大,所以三元鋰離子電池的成本必然居高不下,而磷酸鐵鋰離子電池所需原材料無需進口,供應充足,價格穩(wěn)定,成本相對較低。
在實驗條件下,磷酸鐵鋰離子電池循環(huán)5000次后,剩余容量為84%,1C(1C表示電池一小時完全放電時電流強度)循環(huán)5000次后仍能保持80%以上的初始容量;三元鋰離子電池循環(huán)3900次后,剩余容量只剩下66%,1C循環(huán)2500次后就下降到80%初始容量。相比起來磷酸鋰離子電池的循環(huán)壽命要遠遠大于三元鋰離子電池。此外,磷酸鐵鋰離子電池能量密度為120Wh/kg,已經(jīng)基本達到理論極致,而三元電池的能量密度180Wh/kg,今后還有很大的提升空間。
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