磷酸鐵鋰和三元哪個(gè)好,磷酸鐵鋰和三元鋰有什么區(qū)別
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-29 11:36
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磷酸鐵鋰單體典型電壓3.2V， 鋰離子3.7V
但是，磷酸鐵鋰能量密度不如鋰離子電池大。電壓也相對低一些。由于它的大放電特性，主要用動(dòng)力電源方面，如電動(dòng)車，航模等。而鋰離子容量大，主要用于民用消費(fèi)領(lǐng)域。所以看要用在什么方面上 就選擇的不同的電池
鋰離子電池經(jīng)過30年的發(fā)展，比能量、比功率等性能有較大的提高，已成功應(yīng)用于汽車上。受電池比能量限制，純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程有限，是制約發(fā)展的瓶頸，國外汽車廠近期規(guī)劃以開發(fā)混合動(dòng)力汽車為主。目前應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料主要有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、三元材料等材料，目前使用的功率型電池正極主要選用磷酸鐵鋰和三元兩種材料。
從圖1 與表1 可得出，相同體積電池，正極使用三元材料比使用磷酸鐵鋰材料放電容量高19.4%，比能量高37.5%，放電比功率高39.7%。由于三元材料質(zhì)量比容量、壓實(shí)密度均高于磷酸鐵鋰材料，所以使用三元材料電池放電有較大優(yōu)勢。
從上圖和上表可見，三元材料電池與磷酸鐵鋰材料電池在不大于10 C 充電時(shí)，恒流充電容量/ 總?cè)萘勘壤裏o明顯差距，10 C 以上倍率充電時(shí)，磷酸鐵鋰電池恒流充電容量/ 總?cè)萘勘壤^小，充電倍率越大，恒流充電容量/ 總?cè)萘勘壤c三元材料電池差距越明顯，這主要與磷酸鐵鋰在30%～80%SOC 是電壓變化較小有關(guān)，如負(fù)極使用軟碳或硬碳，磷酸鐵鋰電池大倍率充電性能夠達(dá)到三元電池的水平。
圖3 中三元材料電池循環(huán)3 900 次剩余容量66%，磷酸鐵鋰電池循環(huán)5 000 次剩余容量84%，循環(huán)壽命比三元材料電池，磷酸鐵鋰電池優(yōu)勢明顯。按照剩余容量/ 初始容量=80%作為測試結(jié)束點(diǎn)，目前三元材料電池實(shí)驗(yàn)室1 C 循環(huán)壽命在2 500 次左右，磷酸鐵鋰電池實(shí)驗(yàn)室1 C 循環(huán)壽命在3 500 次以上，部分達(dá)到5 000 次以上。
不同溫度電池的放電比較如圖4 所示。在55 ℃條件下放電，三元材料電池與磷酸鐵鋰在常溫下比較，放電容量都沒有差別，－20 ℃條件下放電，三元材料電池放電容量/ 常溫容量比例比磷酸鐵鋰電池高15%，如表3 所示。
本文通過制作相同結(jié)構(gòu)的電池，得出三元材料與磷酸鐵鋰材料在HEV 電池應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)，三元材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)勢，循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰材料優(yōu)勢明顯，在安全方面磷酸鐵鋰電池也優(yōu)于三元材料。在選用電池時(shí)可根據(jù)不同用途選擇，如大巴車空間較大，對電池比能量和比功率要求相對較低，可選擇磷酸鐵鋰材料電池，發(fā)揮其循環(huán)性能好的特性，轎車空間有限，電池用量小，則選用高比能量與高比功率三元材料電池更為合適。
目前磷酸鐵鋰電池能量密度已經(jīng)基本達(dá)到理論的極致，而三元電池的能量密度還有很大的提升空間。綜合能力密度、功率密度、循環(huán)壽命、低溫性能等方面，三元電池的綜合性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。
中國的新能源汽車市場可說發(fā)展的越來越快，之所以發(fā)展快速，很大部分原因離不開國家對新能源汽車的補(bǔ)貼政策，在政府的大力支持下，新能源汽車快速前進(jìn)，車企對“續(xù)航里程”的追求也越來越高，新能源汽車的核心部件“電池”也是“優(yōu)勝劣汰”，三元鋰電池逐漸被新能源汽車廣泛應(yīng)用。
但是隨著2018年補(bǔ)貼政策大幅度下調(diào)，以前常被應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池能否重新取代三元鋰電池，成為新能源汽車的“寵兒”呢？筆者認(rèn)為可能性較小，但是至少在大型客車和公共交通方面，磷酸鐵鋰電池依然會(huì)被廣泛應(yīng)用。
在目前市場上，大多數(shù)新能源汽車主要使用的是三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池，錳酸鋰電池。那么相比之下，磷酸鐵鋰電池有什么優(yōu)勢能夠支持它逆襲呢？
三元鋰電池
三元鋰電池的優(yōu)勢是能量密度高，循環(huán)性能好，續(xù)航里程大，比較適合未來新能源汽車電池的發(fā)展趨勢，而且適合北方天氣，低溫環(huán)境下電池更加穩(wěn)定。不過它最大的劣勢就是三元鋰材料不穩(wěn)定，容易在200度左右發(fā)生分解，并且在高溫環(huán)境下電解液會(huì)迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)，這也是為什么現(xiàn)在有些新能源汽車發(fā)生碰撞后容易自然的原因。
但是對于很多消費(fèi)者來說，現(xiàn)在新能源汽車的續(xù)航里程仍然是它們所擔(dān)心的一個(gè)問題，所以不管有沒有補(bǔ)貼，消費(fèi)者都是希望電動(dòng)汽車的續(xù)航里程能夠更長，反之，汽車廠商不管有沒有補(bǔ)貼肯定也希望自己的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程能夠越大越好，畢竟這樣消費(fèi)者才會(huì)買單，所以這時(shí)候三元鋰電池的優(yōu)勢就很重要了，這也是為什么很多廠商愿意選擇三元鋰電池的原因。
磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池的最大優(yōu)勢就是安全穩(wěn)定性。它是目前最安全的鋰離子電池正極材料，而且循環(huán)使用壽命可達(dá)2000次以上，比三元鋰電池壽命更長。但是它的劣勢就是能量密度低，而且耐低溫性能較差，在低溫環(huán)境下工作不僅壽命低，放電效率也低。此外體積大，較重，會(huì)占用車內(nèi)大量空間。所以這種安全性較高但是能量密度較低的電池一般應(yīng)用于公共交通方面。不過對于家用車來說現(xiàn)在一般較少采用。
錳酸鋰電池
錳酸鋰電池是前兩年比較主流的動(dòng)力電池，但是隨著對續(xù)航里程的追求，現(xiàn)在也漸漸被三元鋰電池所超越。錳酸鋰電池在這三種電池中價(jià)格最便宜，工作電壓高，倍率性能好，低溫工作性能好，缺點(diǎn)是能量密度較低，使用壽命一般，尤其是高溫循環(huán)性能差，而安全穩(wěn)定性則是三者中的中等水平。
就目前新能源市場上主要使用的三種電池比較來看，就憑續(xù)航里程這一點(diǎn)，三元鋰電池就牢牢占據(jù)榜首。而且就算是在現(xiàn)階段補(bǔ)貼下降的情況下，三元鋰電池在能量密度上也占據(jù)很大優(yōu)勢。不過從安全性上來看，磷酸鐵鋰電池在今后還是有很大發(fā)展空間的，不過前提還是在解決了里程問題之后，畢竟目前消費(fèi)者對于電動(dòng)汽車的續(xù)航里程追求更大，所以磷酸鐵鋰電池想借補(bǔ)貼退坡逆襲可能性較小。
