磷酸鐵鋰和三元哪個(gè)好,磷酸鐵鋰和三元鋰區(qū)別有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-11 16:06
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鋰離子電池經(jīng)過(guò)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(guó)外汽車廠近期規(guī)劃以開(kāi)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。
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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(shì)。
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從上圖和上表可見(jiàn)，三元材料電池與磷酸鐵鋰材料電池在不大于10C充電時(shí)，恒流充電容量/總?cè)萘勘壤裏o(wú)明顯差距，10C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。
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圖3中三元材料電池循環(huán)3900次剩余容量66%，磷酸鐵鋰電池循環(huán)5000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(shì)明顯。按照剩余容量/初始容量=80%作為測(cè)試結(jié)束點(diǎn)，目前三元材料電池實(shí)驗(yàn)室1C循環(huán)壽命在2500次左右，磷酸鐵鋰電池實(shí)驗(yàn)室1C循環(huán)壽命在3500次以上，部分達(dá)到5000次以上。
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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(méi)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(guò)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(shì)，循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰材料優(yōu)勢(shì)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(duì)電池比能量和比功率要求相對(duì)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。
