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磷酸铁锂电池与三元锂电池的特点及区别
发布时间:2015-09-12    浏览次数:12835 次  

  自锂电池问世以来,围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着。锂电池基本组成包括电池外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中,正负极材料对于锂电池的能量密度、安全性、循环寿命等起着决定性作用,占锂电池成本的40%。通常我们说得最多的动力电池基本上属于锂电池。上世纪90年代末开发出聚合物电池2002年后则推出磷酸铁锂电池,最近两年又研究出了三元材料的动力锂电池。如今动力锂电池市场上的派别大概分磷酸铁锂电池和三元材料锂电池,下面我们来一一介绍这两种动力锂电池的特点和性能。

  磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池,一般简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于动力方面的应用,则在名称中加入动力两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为锂铁(LiFe)动力电池

  磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。在乘用车以及商用车领域目前应用较广的是小型标准圆柱形封装的磷酸铁锂动力电池,其外廓尺寸:直径为18mm、高650mm(型号为18650)也就是大家常说的18650电池。



  而磷酸铁锂电池能够成为动力电池中的主力,归功于:高效率输出,标准放电为25C、连续高电流放电可达10C,瞬间脉冲放电(10S)可达20C;高安全性,电池的结构简单而稳定;极好的循环寿命,经500次循环,其放电容量仍大于95%;可快速充电;低成本;对环境无污染。


  三元材料电池指的是以三元材料为正极材料的锂离子电池。三元材料指的是NiCoMnNiCoAl三种金属元素为核心元素的正极材料。随着美国特斯拉电动汽车进入中国,能量密度高、续航能力强的三元锂电池逐渐替代以磷酸铁锂为主的国内电池,正常来讲,用作动力电池的三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池。

  在倍率放电方面,虽然三元锂电池不如磷酸铁锂,但是纯电动车电池容量大,电机功率大多不太大,高倍率放电的情况很少,缺点表露的不明显。在寿命方面,三元锂电池不如磷酸铁锂。而对插电混合动力汽车来说,电池经常要高倍率放电,而且充放次数较多,对于高倍率性能不佳、寿命较短的三元锂电池来说并不合适。所以,在电池路线上,很多插电混合动力汽车和纯电动客车依然应该坚持磷酸铁锂路线。目前销售较好的大多是商用车,特别是城市公交,大客车。这类汽车高倍率放电次数极少,电池容量大,对充放电时间不敏感,而对成本、续航有要求。但是在乘用车市场上,考虑的因素有很大不同,由于乘用车留给电池的空间不多,所以鉴于目前磷酸铁锂电池能量密度已经基本达到理论的极致,而三元电池的能量密度还有很大的提升空间,不少厂家纷纷着手研发和应用三元材料,就连比亚迪这种磷酸铁锂死忠粉,也已经开始动摇了。

虽说磷酸铁锂在能量密度上已经无法与三元材料比拟,但是在市场应用上,以磷酸铁锂为电芯所组成的电池较为简单,不需要太多保护辅助设备,而三元电池虽然电池电芯密度很高,但由于其安全性差不耐高温,所以必须结合一套复杂的电池保护设备,而这些设备都加大了汽车的重量,使得三元电池在能量密度上的优势削弱了,目前无法完全取代磷酸铁锂。综合能量密度、循环寿命、低温性能等方面,三元电池综合性能优于磷酸铁锂电池,但是在稳定性以及成本上,磷酸铁锂仍具有牢固的地位。

  总的来说,作为目前动力电池的主力军,磷酸铁锂的电池能量密度已经基本达到理论的极致,但是由于成本,安全等方面的优势,使得在工业化生产上仍被需求。



 

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