磷酸铁锂和三元锂离子电池各有什么优势

2020-11-13      989 次浏览

三元锂离子电池


三元锂离子电池全称是三元材料电池,一般是指选用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2,NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)三元正极材料的锂离子电池,把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分份额进行不同的调整,所以称之为三元,包含了许多不同份额类型的电池。从形状上来差异,可分为软包电池、圆柱电池和方形硬壳电池。其标称电压可抵达3.6-3.8V,能量密度比较高,电压渠道高,振实密度高,续航旅程长,输出功率较大,高温安稳性差,但低温功用优异,造价也比较高。


磷酸铁锂离子电池


磷酸铁锂离子电池则是选用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,用铁来做电池材料一来本钱低价,二不含重金属,对环境污染较小,作业电压为3.2V。磷酸铁锂晶体中的P-O键安靖,因而在零电压存放时并不会有走漏,高温条件下或过充时安全性非常高,可快速充电,高放电功率,无回忆效应,循环寿数高,缺陷为低温功用差,正极材料振实密度小,能量密度较低,产品的成品率和一致性也饱受质疑。


这两类电池各有所长


高温条件下,三元锂离子电池的三元材料会在200℃时发生分解,发生剧烈的化学反应,释放出氧原子,并在高温效果下极易发生焚烧或爆破的现象,因而依据安全的考虑,我国工信部在2016年一月,经过特别发文规定将三元锂离子电池的运用暂时束缚在纯电动客车之外。而磷酸锂离子电池的分解温度在800℃,更不简略着火,安全性相对较高。


低温条件下(气温低于-10℃以下),磷酸锂离子电池衰减得非常快,经过不到100次充放电循环,电池容量将下降到初始容量的20%,根柢与严寒区域的运用绝缘了;而三元锂离子电池的低温功用优异,在-30℃条件下可坚持正常电池容量,更习气北方低温区域的运用条件。


从制作本钱上来看,三元锂离子电池所必需的钴元素在我国储量较少,大部分靠海外进口,遭到商场不坚定影响非常大,所以三元锂离子电池的本钱必定居高不下,而磷酸铁锂离子电池所需原材料无需进口,供应满意,价格安稳,本钱相对较低。


在实验条件下,磷酸铁锂离子电池循环5000次后,剩余容量为84%,1C(1C标明电池一小时完全放电时电流强度)循环5000次后仍能坚持80%以上的初始容量;三元锂离子电池循环3900次后,剩余容量只剩余66%,1C循环2500次后就下降到80%初始容量。比较起来磷酸锂离子电池的循环寿数要远远大于三元锂离子电池。此外,磷酸铁锂离子电池能量密度为120Wh/kg,现已根柢抵达理论极致,而三元电池的能量密度180Wh/kg,往后还有很大的行进空间。


前景


日本松下、韩国LG化学、三星SDI等多选用三元锂离子电池的技术路途,比方新能源巨擘特斯拉就选用了松下的镍钴铝酸锂三元锂离子电池,就是所谓的NCA,在ModelS和ModelX上选用的是松下18650电池组,而最新的MODEL3选用了更大容量的21700圆柱体电池组。


国内的新能源轿车公司在前期源于本钱问题,大多选用磷酸铁锂离子电池作为能量来历,如比亚迪等公司则为磷酸铁锂离子电池的主力厂商,推出了秦、唐、宋等许多明星产品,而现如今由于国家有关续航旅程等补助标准的行进,三元锂离子电池商场份额在逐步行进。


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