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磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池組的對比

來源:存能電氣  日期:2019-01-09 09:13  瀏覽量:

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池組的對比。鋰電池組有種電池形式,分別是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,兩者都是市場上比較主流的電池類型,一般用于新能源汽車、電動汽車等領(lǐng)域上。很多客戶問存能電氣小編,磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池組哪個好?下面小編將對兩種鋰電池進(jìn)行對比分析。

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池組的對比:

  磷酸鐵鋰電池組和三元電池的材料體系不一樣,磷酸鐵鋰是3.2V電壓平臺,循環(huán)壽命做到2000次以上,三元鋰電池是3.6V電壓平臺,循環(huán)壽命看不同的廠家,不同的型號和工藝,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。

  磷酸鐵鋰電池組:

磷酸鐵鋰電池組.jpg

  磷酸鐵鋰電池組,是指多個電池組串在一起形成的一個電池包形式,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。

  磷酸鐵鋰電池優(yōu)點: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。

  磷酸鐵鋰電池組缺點: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(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;知識產(chǎn)權(quán)問題。

  三元鋰電池:

三元鋰電池.jpg

  三元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?!叭辈牧希傅氖钦龢O是三元,負(fù)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(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,不屬于普通所說的“三元材料?!?/span>

  三元鋰電池組優(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(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: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(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,目前造價較高。

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池哪個壽命更長?

  磷酸鐵鋰電池組循環(huán)5000次剩余容量百分之八十四,三元鋰電池組循環(huán)3900次剩余容量百分之六十六,循環(huán)壽命方面進(jìn)行比較,磷酸鐵鋰電池組優(yōu)勢更明顯。

  如果把剩余容量/初始容量=80%作為測試結(jié)束點,目前磷酸鐵鋰電池組實驗室1C循環(huán)壽命在3500次以上,部分達(dá)到5000次,而三元鋰電池實驗室1C循環(huán)壽命在2500次左右。在循環(huán)壽命這一個點上,磷酸鐵鋰電池組相較于三元鋰電池,真實壽命要長許多。在同等循環(huán)次數(shù)下,磷酸鐵鋰電池的剩余容量也比三元鋰電池多不少。

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池安全性能比較:

  從材料體系方面來進(jìn)行比較,磷酸鐵鋰電池組的正極材料分解溫度在700攝氏度左右,三元鋰電池組的正極材料分解溫度在200攝氏度左右。

  在實驗室的測試環(huán)境下,短路的磷酸鐵鋰電池單體,基本不會有著火的情況出現(xiàn)。而三元鋰電池則不一樣,會更容易出現(xiàn)著火的情況,所以三元鋰電池對于熱管理的要求較高,而磷酸鐵鋰電池組對于溫度的適應(yīng)性更高也更安全。

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池放電性能比較:

  相同體積電池,正極使用三元鋰電池組材料比使用磷酸鐵鋰材料放電容量高19.4%,比能量高37.5%,放電比功率高39.7%。由于三元材料質(zhì)量比容量、壓實密度均高于磷酸鐵鋰材料,所以使用三元材料電池放電有較大優(yōu)勢。

  在55℃條件下放電,三元材料電池與磷酸鐵鋰在常溫下比較,放電容量都沒有差別,-20℃條件下放電,三元材料電池放電容量/常溫容量比例比磷酸鐵鋰電池組高15%。

  過充過放性能對比:

  鐵鋰電池組的一大優(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(yīng),會對電芯造成比較嚴(yán)重的損傷。

  過放狀態(tài)下,鐵鋰電池到0V都可以恢復(fù)正常(性能會略有下降),三元鋰電池體系過放到0V就報廢了?;谝陨献置胬斫?,磷酸鐵鋰電池組具有更好的過充過放性能。

  迄今為止,三元和磷酸鐵鋰電池還未能夠分出勝負(fù),三元鋰電池略占上風(fēng),但兩者至少在現(xiàn)階段都不是完美的解決方案,石墨烯或者燃料電池等其他替代能源技術(shù)都在一旁虎視眈眈。

  總結(jié):以上就是磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池組的對比。三元鋰電池組在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)勢,循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰電池組優(yōu)勢明顯,在安全方面磷酸鐵鋰電池也優(yōu)于三元材料。小編建議用戶可根據(jù)不同用途選擇不同種類的鋰電池。

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