三元电池好还是磷酸铁锂好?两者的区别及优缺

易金矿业网 2023-02-11 17:12 编辑:admin 293阅读

一、三元电池好还是磷酸铁锂好?两者的区别及优缺点

      目前新能源汽车上有两个主流的电池技术路线,磷酸铁锂电池和三元锂电池,虽然这两种电池在众多应用领域展开竞争,但是以在新能源汽车领域的竞争为主线,因为这是国内最大的锂电池应用场景。那么,既然要竞争,必然有比较,新能源电池磷酸铁锂和三元哪个好呢?二者怎么区别呢?

      

能量密度

      关于能量密度,这是一项影响新能源汽车续航表现的指数。在这一参数上,磷酸铁锂电池电芯能量密度大概只有110Wh/kg左右,而三元锂电池电芯能量密度普遍在200Wh/kg。也就是说,相同重量的电池,三元锂电池的能量密度是磷酸铁锂电池的1.7倍,三元锂电池能够为新能源汽车带来更长的续航。

安全性

      新能源汽车有一点让车主谈之色变,那就是自燃,每年都有不少新能源汽车自燃的事故,归根到底,这与电池的稳定性有关。从这方面来说,磷酸铁锂电池是目前热稳定性最好的动力电池,在安全性上相较于三元锂电池有着绝对的优势。磷酸铁锂电池的电热峰值高达350°C,电池内部的化学成分需要达到500~600°C才会开始分解;而三元锂电池的热稳定性表现就很一般了,它在300°C左右就会开始分解。

      

温差效率

      当然了,磷酸铁锂电池虽然耐高温,但三元锂电池耐低温性能更好,是制造低温锂电池的主要技术路线,在零下20C时,三元锂电池能够释放70.14%的容量,而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量;且由于在低温条件下,三元锂电池的放电平台远远高于磷酸铁锂电池电压平台启动也更快。

      

充电效率

      这一方面,三元锂电池效率更高。锂电池充电是采用限流限压法,即在第一阶段做恒流充电,此时电流大,效率高。恒流充电达到一定电压后,进入第二阶段恒压充电,此时,电流小,效率低。因此,衡量二者充电效率就用恒流充电电量与电池总容量的比值,称为恒流比。实验数据表明,10°C以下条件充电时二者区别不大,但10°C以上会拉开距离,在20°C充电时,三元锂电池的恒流比是52.75%,磷酸铁锂电池的恒流比是10.08%,前者是后者的5倍。

循环寿命

      磷酸铁锂电池的循环寿命要优于三元锂电池,三元锂电池的理论寿命是2000次,但基本上到1000次循环时,容量衰减到60%。就算是业界较为优秀特斯拉,经过3000次也只能保持70%的电量,而磷酸铁锂电池经过相同循环周期,也还能有80%的容量。

      

写在最后

      相比之下,磷酸铁锂电池安全、寿命长、耐高温;三元锂电池重量轻、充电效率高、耐低温。因此,二者差异产生的因时因地的各自适应性是双雄并存的原因所在。

二、磷酸铁锂电池与三元锂电池有什么区别

【太平洋汽车网】这两种电池的正极材料有区别,性能也是有区别的。磷酸铁锂电池的正极是使用磷酸铁制造的,三元锂电池的正极是使用三元材料制造的。有些三元锂电池的正极是使用镍,钴,铝制造的,有些三元锂电池的正极是使用镍,钴,锰制造的。

三元锂电池的低温性能比磷酸铁锂电池更好,并且能量密度也要比磷酸铁锂电池更高。

但是磷酸铁锂电池的安全性比三元锂电池更好。

磷酸铁锂电池在800摄氏度时才会燃烧,三元锂电池在200摄氏度时就开始燃烧了。

一般的家用纯电动汽车或家用插电混动汽车是不适合使用磷酸铁锂电池的,因为这种电池的重量太大了。

一般的家用纯电动汽车或插电混动汽车都会使用三元锂电池,这种电池的能量密度更高,重量更轻。

一般的纯电动公交车会使用磷酸铁锂电池,这种车要求电池的安全性很高,所以才会使用磷酸铁锂电池。

很多汽车厂商都在想方设法提高三元锂电池的安全性。

如果正确使用,三元锂电池也是很安全的。

锂电池的应用是非常广泛的,使用的手机,平板电脑等都使用了锂电池。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

三、三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好?有什么区别?

请看我写的下面文章:

9-6. 常见的六种锂电池各有什么特点?

答:最早的锂电池发明在上世纪七十年代,但锂是非常活泼的金属,因而安全性差,很容易起火或爆炸而搁置,无法推出产品。直到1991年日本索尼公司搞了锂离子电池才使锂电池逐步走上商用化之路。

锂离子电池是用一些不太活泼的金属来中和金属锂的活性,不使用金属锂而使用钴酸锂(LiCoO2),解决了金属锂太活泼的问题。锂离子电池具有容量大(200Wh/Kg,铅酸电池才40Wh/Kg),自放电小(0.1%/天,而铅酸电池1%/天),单格电势高(3.6V,铅酸电池2.0V),寿命较长(800次充放电循环)等优点,很受小型移动设备,如照相机、摄像机、手机、笔记本电脑的欢迎。但由于安全性差,不能制成大型,不能用于电动汽车上。

锂离子电池还有锂聚化物电池,就是电池的正极、负极或隔膜中其一或其二使用高分子聚化物制成,这种电池可以软包装(使用铝塑复合材料做外壳),因此避免了爆炸,可以做成任意形状,最薄可实现0.5mm,但聚化物电池和锂离子电池的工作原理是一样的,都是不依靠分解金属来产生电能,充电时,锂离子从正极通过电解液和多孔隔膜跑到负极去,放电时再回来。

为解决安全性问题和降低成本,1996年日本研制成功锰酸锂(LiMn2O4)电池,相对于锂离子的钴酸锂(LiCoO2)电池,安全性好很多,由于不再使用价格昂贵的“钴”,成本也下降不少。但缺点是容量和寿命均下降了四分之一,只有150Wh/Kg,600次循环。

人们发现使用镍代替钴不但可以降低成本,还可以提高容量,但寿命会下降很多,人们实验着用镍、钴、锰三种金属按不同比例,经过多次实验,于2008年制成了镍钴锰酸锂(LiNiMnCoO2)电池,这就是大名鼎鼎的“三元锂电池”。

三元聚化物锂电池的优点是:容量大(220Wh/Kg),单格电压也是3.6V,寿命比钴酸锂电池长一倍,可达1500次循环。安全性较好,低温下仍能输出电能(-5°C,可输出90%的电量,-15°还有75%的电量);成本也较低。具有综合性价比最高,目前,绝大部分电动轿车都是使用的这种锂电池。

还有另外一种三元锂电池是镍钴铝酸锂(LiNiCoAlO2)电池,这种电池具有最大的比容量(260 Wh/Kg),但寿命只有500次循环,安全性也不大好。

以上四种锂电池(钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂)的安全性都不是非常好,在高温、大负荷、短路、碰撞、过充电这些极端的情况下,容易发生起火或爆炸等事故。为了避免以上事故的发生,人们研制了两种安全性很好的锂电池:

磷酸铁锂(LiFePO4)电池,这种电池的优势是:成本低,它既不用钴,又不用镍。除了必须的锂之外,只是用了很便宜的铁和磷,这就大大的降低了成本。另一个优点是:寿命长,一般可达2000次循环,最重要的优点是:安全性很好,在极端情况下也不会自燃和爆炸。被广泛使用在大型客车和公交车上。

但磷酸铁锂电池也有弱点:单格电压低,只有3.2V;容量只有150Wh/Kg;低温性能很差,在摄氏零下10度的环境中,经过100次充放电,容量会降低到初始值的七分之一,基本就报废了。所以不能在我国东北地区使用,只能用在我国南方。另外,制造的工艺学也不好,使电池的一致性差,制成电池组后寿命只有700次左右(容量不相同的电池串联或并联,容量小的最先损坏)。

钛酸锂(Li4Ti5O12)电池,这种电池是比较安全的锂电池,寿命也最高,可达5000次循环充放电。但缺点是:单格电压最低,只有2.4V,容量也最小,容量70Wh/Kg,只是比酸铅电池大一点点而已。

首先锂电池的价格就比磷酸铁要低,其次就是锂电池是环保型的电池,可以多次的循环使用。锂电池性能比较安全,寿命比较长。

磷酸铁锂有不容忽视的缺点:能量密度相对较低、重量大体积大;对温度相对敏感,低温环境下,带电量会明显下降。由于能量密度达不到国家规定的150瓦时/千克的要求,所以不适合大规模应用在乘用车中。

三元锂电池和磷酸铁锂电池如何区别?两招教会你,简单实用

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