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三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池對比

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:34162次  |  2018年03月13日  

摘要
目前在新能源汽車上有兩個(gè)主流的電池技術(shù)路線,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,雖然這兩種電池在眾多應(yīng)用領(lǐng)域展開競爭,但是以在新能源汽車領(lǐng)域的競爭為主線,因?yàn)檫@是國內(nèi)最大的鋰電池應(yīng)用場景,既然要競爭,必然有比較

目前在新能源汽車上有兩個(gè)主流的電池技術(shù)路線,磷酸鐵鋰電池三元鋰電池,雖然這兩種電池在眾多應(yīng)用領(lǐng)域展開競爭,但是以在新能源汽車領(lǐng)域的競爭為主線,因?yàn)檫@是國內(nèi)最大的鋰電池應(yīng)用場景,既然要競爭,必然有比較,電池性價(jià)比的比較通過車的價(jià)格就可以進(jìn)行了,而從性能上比較三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)好,就要通過設(shè)置條件,得出兩種電池的實(shí)際參數(shù)來說明了。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室、新能源汽車廠家、動力電池生產(chǎn)廠家的實(shí)驗(yàn),雖然每家的測試不免存在具體參數(shù)上的細(xì)微差別,但對于兩種電池性能優(yōu)劣性的判斷趨于一致。為此,我們?nèi)〈硇缘膮?shù)來進(jìn)行比較。


1.客車選比亞迪、轎車選特斯拉。這說的是二者體積上的差別。從目前的技術(shù)來看,三元鋰電池的能量密度普遍在200Wh/kg,未來可能達(dá)到300Wh/kg;而磷酸鐵鋰電池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg,個(gè)別的可以達(dá)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(diǎn)對于空間有限的轎車很重要。特斯拉生產(chǎn)三元鋰電池,比亞迪生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池,故有“客車選比亞迪,轎車選特斯拉”之說。


2.同樣因?yàn)槟芰棵芏却?,重量也小很多,重量輕和占用空間小決定了三元鋰電池新能源汽車耗電更少,因而速度更快,續(xù)航能力更強(qiáng)。所以,轎車選用三元鋰電池可以跑的更遠(yuǎn),而磷酸鐵鋰新能源汽車目前基本上還是用于城市大巴,因?yàn)橐淮卫m(xù)航不遠(yuǎn),需要在不長的距離內(nèi)有充電樁可以充電。


3.當(dāng)然,客運(yùn)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(gè)電池組如有內(nèi)部短路會產(chǎn)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(yōu)越的多。


4.磷酸鐵鋰電池雖然耐高溫,但三元鋰電池耐低溫性能更好,是制造低溫鋰電池的主要技術(shù)路線,在零下20°C時(shí),三元鋰電池能夠釋放70.14%的容量,而磷酸鐵鋰電池只能釋放54.94%的容量,且由于在低溫條件下,三元鋰電池的放電平臺遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰電池電壓平臺啟動也更快。

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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%

5.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(shí)電流大,效率高。恒流充電達(dá)到一定電壓后,進(jìn)入第二階段恒壓充電,此時(shí),電流小,效率低。因此,衡量二者充電效率就用恒流充電電量與電池總?cè)萘康谋戎担Q為恒流比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,10C以下條件充電時(shí)二者區(qū)別不大,但10C以上會拉開距離,在20C充電時(shí),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。


6.循環(huán)壽命方面,磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于三元鋰電池,三元鋰電池的理論壽命是2000次,但基本上到1000次循環(huán)時(shí),容量衰減到60%;就算業(yè)界最優(yōu)秀品牌特斯拉,經(jīng)過3000次也只能保持70%的電量,而磷酸鐵鋰電池經(jīng)過相同循環(huán)周期,還有80%的容量。


上述六個(gè)方面的比較大致可以得出二者的相對優(yōu)勢有助于回答三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)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(chǎn)生的因時(shí)因地的各自適應(yīng)性是雙雄并存的原因所在。


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