動(dòng)力、三元和磷酸鐵鋰各有什么優(yōu)劣勢(shì)？哪個(gè)要更適合電動(dòng)汽車(chē)？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-18 16:24
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三元鋰電池：三元鋰電池如果內(nèi)部短路或是正極材料遇水，都會(huì)有明火產(chǎn)生。所以一般三元鋰電池都會(huì)有一層鋼殼保護(hù)。特斯拉給電池組進(jìn)行了全方位的保護(hù)，但是在極端的碰撞事故中，起火隱患還是有的。
磷酸鐵鋰電池：磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會(huì)起火（三元鋰電池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
能量密度：
三元鋰電池：三元鋰電池的能量密度大，電壓更高，所以同樣重量的電池組電池容量更大，車(chē)子跑的距離也就更遠(yuǎn)，速度也能更快。
使用壽命：
三元鋰電池：三元鋰電池的理論壽命是2000次充放電循環(huán)，但在實(shí)際使用中，當(dāng)進(jìn)行900次的充放電循環(huán)后，電池容量就基本衰減到了55%。但如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環(huán)中工作，即使經(jīng)過(guò)3000次的充放電循環(huán)，電池容量基本還能能夠保持在70%左右，但這需要非常優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)。
磷酸鐵鋰電池：磷酸鐵鋰電池即便是經(jīng)過(guò)3000次0-100%的充放電使用，容量也才會(huì)衰減到80%，所以磷酸鐵鋰電池的電池管理系統(tǒng)就沒(méi)那么復(fù)雜，也就進(jìn)一步降低了整車(chē)研發(fā)成本。
應(yīng)用成本：
咱們國(guó)家的鋰礦、氧化鐵磷酸鹽儲(chǔ)量豐富，制造磷酸鐵鋰電池有優(yōu)勢(shì)。而我國(guó)缺乏鈷礦，制造必須采用鈷元素的三元鋰電池會(huì)有些困難。所以，我國(guó)許多車(chē)企（包括電池企業(yè)）發(fā)展磷酸鐵鋰電池是很現(xiàn)實(shí)的。
所以，現(xiàn)在市面上采用三元鋰電池的電動(dòng)車(chē)，動(dòng)力電池基本都是國(guó)外品牌產(chǎn)品（日本松下，韓國(guó)SK等），價(jià)格也相應(yīng)要比采用磷酸鐵鋰電池的車(chē)型（同級(jí)別）貴一些。
低溫衰減能力：
三元鋰電池在低溫時(shí)的放電性能要優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。這種材料之所有具有高電壓的特點(diǎn)，而且首次充放電機(jī)理與后續(xù)充電不同：首次充電會(huì)引起結(jié)構(gòu)的變化，這種變化反映在充電曲線(xiàn)上有兩個(gè)以 4.4V 為分界的不同的平臺(tái)，第二次充電過(guò)程中，其充電曲線(xiàn)不同于第一次的曲線(xiàn)，由于第一次充電過(guò)程中Li2O從層狀結(jié)構(gòu)的Li2MnO3中不可逆的脫出，在4.5V左右的平臺(tái)消失。
采用固相法、溶膠凝膠法、水熱法、噴霧熱解法和共沉淀法可以制備出不同結(jié)構(gòu)的富鋰三元正極材料，其中，使用較多的是共沉淀法，且每一種方法均有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
富鋰三元材料展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景，是下一代高容量鋰離子電池所需的關(guān)鍵材料之一，但對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用繼續(xù)研究。
該材料未來(lái)的研究方向主要為以下幾個(gè)方面：
(1) 對(duì)脫嵌鋰機(jī)理的認(rèn)識(shí)不足，無(wú)法解釋材料庫(kù)倫效率將低、材料性能差異大等現(xiàn)象；
(2) 摻雜元素研究不夠充分，較單一；
(3) 由于在高電壓下正極材料受到電解液的侵蝕，造成差的循環(huán)穩(wěn)定性；
(4) 商業(yè)化應(yīng)用較少，在安全性能方面的考察不夠全面。
3 單晶三元正極材料
鋰電三元材料在高電壓下，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，二次粒子或團(tuán)聚態(tài)單晶后期可能會(huì)出現(xiàn)一次粒子界面粉化或團(tuán)聚態(tài)單晶分離的現(xiàn)象，造成內(nèi)阻變大、電池容量衰減快、循環(huán)變差。
單晶型高電壓三元材料，可以提高鋰離子傳遞效率，同時(shí)減小材料與電解液之間的副反應(yīng)，從而提高材料在高電壓下的循環(huán)性能。首先利用共沉淀法制備出三元材料前驅(qū)體，然后在高溫固相的作用下，得到單晶LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。
這種材料材料具有較好的層狀結(jié)構(gòu)，在 3～4.4 V 下，扣式電池 0.1放電比容量可達(dá) 186.7 m Ah/g，全電池1300次循環(huán)后放電比容量仍為初始放電容量的 98%，是一種電化學(xué)性能優(yōu)異的三元正極復(fù)合材料。
