三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池包能量密度對比
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-13 09:26
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制約電動汽車發(fā)展的核心并非電機(jī)，而是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池包。電池的容量決定了巡航里程、充電時間這些用戶體驗(yàn)最重要的部分。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。
目前純電動汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破，純電動車的續(xù)航里程就無法大幅提高，純電動汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持，缺乏市場動力。
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池包的能量密度誰高?
三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰電池，三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整。三元鋰電池的特點(diǎn)是能量密度大，電壓更高，所以同樣重量的電池組電池容量更大，車子跑的距離也就更遠(yuǎn)，速度也能更快。但是其弱點(diǎn)在于穩(wěn)點(diǎn)性較差，如果內(nèi)部短路或是正極材料遇水，都會有明火產(chǎn)生。
磷酸鐵鋰電池包則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會起火（三元鋰電池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰電池包略勝一籌。
三元鋰電池能量密度:
300Wh/kg能量密度成功突破中國三元鋰電池進(jìn)入高能量密度3.0時代。近日，我國在高鎳正極材料及動力電池單體開發(fā)方面獲重大突破，天津力神電池股份有限公司研發(fā)出一種NCA三元高比能量動力鋰電池，能量密度超過300wh／kg，引發(fā)業(yè)界關(guān)注。
另外，在跟進(jìn)的三元鋰電池方面，比亞迪的三元鋰電池已經(jīng)具備量產(chǎn)條件，目前能量密度也達(dá)到了200Wh/kg。比亞迪三元鋰電池的目標(biāo)是2018年電池比能量達(dá)到240Wh/kg，2020年達(dá)到300Wh/kg。
業(yè)內(nèi)人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。要想進(jìn)一步提升三元鋰電池的能量密度，就需要進(jìn)一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后，由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差，電池內(nèi)部的熱反應(yīng)就會非常劇烈，安全問題令人擔(dān)憂。
依靠三元鋰電池技術(shù)路線，動力電池能量密度要做到350Wh／kg的目標(biāo)，難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進(jìn)一步提升電池能量密度。
比亞迪磷酸鐵鋰電池能量密度：
目前，比亞迪磷酸鐵鋰電池包的單體能量密度為150Wh，而接下來比亞迪計劃將能量密度繼續(xù)提升到160Wh。除了磷酸鐵鋰電池，比亞迪也在同步開發(fā)三元鋰電池，而如果將三元鋰電池的技術(shù)結(jié)合到磷酸鐵鋰電池上，對原有用石墨作為負(fù)極材料的做法進(jìn)行一些調(diào)整，那么在2020年左右，比亞迪計劃將磷酸鐵鋰電池包的單體能量密度提升到200Wh。
比亞迪磷酸鐵鋰電池的單體能量密度為150Wh/kg，比亞迪三元鋰電池能量密度則達(dá)到了200Wh/kg。可以看出，三元鋰材料比磷酸鐵鋰電池包的優(yōu)勢還是很明顯的。深圳另外一家電池企業(yè)比克電池的三元材料動力電池單體電芯能量密度近220Wh/kg，在行業(yè)內(nèi)算是比較高的。
比較磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的能量密度
磷酸鐵鋰電池包的能量密度遠(yuǎn)不及三元鋰電池，但其安全性普遍被認(rèn)為要好于三元鋰電池。先說說能量密度，目前，新能源汽車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)視電池系統(tǒng)的能量密度而定，其具體政策就是，當(dāng)電池系統(tǒng)能量密度超過120Wh/kg，就可以享受1.1倍的補(bǔ)貼，介于90Wh/kg和120Wh/kg之間只能享受1倍補(bǔ)貼。
