有关磷酸铁锂电池和三元锂电池分析

2023-11-16      232 次浏览

磷酸铁锂离子电池:是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。


优点相比目前市面上较为常见的钴酸锂和锰酸锂离子电池来说,磷酸铁锂离子电池至少具有以下五大优点:更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属(原材料成本低)、支持快速充电、工作温度范围广。


缺点磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低;材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差;产品一致性差;知识产权问题。


三元聚合物锂离子电池:正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂离子电池。据清华大学欧阳明高解释:本次调查中所称的"三元"材料,指的是正极是三元,负极是石墨的通常说法中的"三元动力锂电池"。而在实际研发应用中,还有一种正极是三元,负极是钛酸锂的,通常被称为"钛酸锂",其性能比较安全,寿命比较长,不属于普通所说的"三元材料。"


优点三元锂离子电池能量密度高,循环性能好于正常钴酸锂。目前,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂离子电池水平。


缺点三元材料动力锂离子电池重要有镍钴铝酸锂离子电池、镍钴锰酸锂离子电池等,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH值过高易使单体胀气,进而引发危险,目前造价较高。


比较之下,三元聚合物锂离子电池的确有着更优于磷酸铁锂离子电池的特质,然而为何它的发展却受到了阻碍呢?新能源汽车的发展关键,同样是困扰着移动数码产品的关键电池的发展。如何在安全的情况下保证电池技术能够满足消费者日益成长的需求,不仅是汽车科技相关行业人员,还是科研工作者在全领域的追求。


说到要买新能源汽车,可能大部分的消费者第一时间想起的是政策优惠,虽然这有点尴尬但确实是相当实在的原因。在国内的销售环境中,新能源汽车要打开局面,可不仅仅是因为环保这样的任重道远的使命感。新能源车在售价和养护成本上的优势的确吸引了大部分现阶段仍然以用车成本为主的消费者的喜爱。


三元聚合物锂离子电池


然而可能某些消费者的脚步会因为某些原因暂时停下对新能源车的好奇,这是因为多少都会被新能源车各种自燃的事件心有余悸。而这也正是笔者今天为何要写这篇文章的原因。须了解不了解新能源车的根本--能源模块的优劣,而且不了解使用过程中要注意的事项的话,其实和买一颗按时炸弹放在身边并没有什么不同。


磷酸铁锂离子电池:业已成熟却还不够


磷酸铁锂电极材料是目前最安全的锂离子电池正极材料,加上其循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次的循环性特点,再加上由于产业成熟而带来的价技术门槛和技术的下降,使得很多厂商出于各种因素考虑都会采用磷酸铁锂离子电池。可以说新能源汽车的兴起,和磷酸铁锂离子电池有着不可或分的关系。


不过,磷酸铁锂离子电池有一个致命性的缺点,那就是低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。研究表明,一块容量为3500mAh的电池,假如在-10℃的环境中工作,经过不到100次的充放电循环,电量将急剧衰减至500mAh,基本就报废了。这关于我国幅员辽阔,冬天低气温的确较多的综合国情来说,的确不是一件好事。


此外,材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差,这也是导致很多纯电动汽车续航能力并不能达到标称值的重要原因。因此,我们可以看到国内有不少的新能源汽车(无论是纯电动还是混合电动),或者是一些比较廉价的新能源汽车,会出于不同的原因选择磷酸铁锂离子电池。可以说,磷酸铁锂离子电池的使用,关于新能源汽车量产落地以及推广,都有着不可磨灭的奠基用途。



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