雖然這兩種電池在眾多應(yīng)用領(lǐng)域展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng),但是以在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)為主線,因?yàn)檫@是國(guó)內(nèi)最大的鋰電池應(yīng)用場(chǎng)景,既然要競(jìng)爭(zhēng),必然有比較,電池性?xún)r(jià)比的比較通過(guò)車(chē)的價(jià)格就可以進(jìn)行了,而從性能上比較三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)好,就要通過(guò)設(shè)置條件,得出兩種電池的實(shí)際參數(shù)來(lái)說(shuō)明了。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室、新能源汽車(chē)廠家、動(dòng)力電池生產(chǎn)廠家的實(shí)驗(yàn),雖然每家的測(cè)試不免存在具體參數(shù)上的細(xì)微差別,但對(duì)于兩種電池性能優(yōu)劣性的判斷趨于一致。為此,我們?nèi)〈硇缘膮?shù)來(lái)進(jìn)行比較。
1.客車(chē)選比亞迪、轎車(chē)選特斯拉。這說(shuō)的是二者體積上的差別。從目前的技術(shù)來(lái)看,三元鋰電池的能量密度普遍在200Wh/kg,未來(lái)可能達(dá)到300Wh/kg;而磷酸鐵鋰電池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg,個(gè)別的可以達(dá)到130~150Wh/kg,但要突破200Wh/kg難度很大。因此,三元材料動(dòng)力電池可以比磷酸鐵鋰提供多出一倍的空間來(lái),這一點(diǎn)對(duì)于空間有限的轎車(chē)很重要。特斯拉生產(chǎn)三元鋰電池,比亞迪生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池,故有“客車(chē)選比亞迪,轎車(chē)選特斯拉”之說(shuō)。
2.同樣因?yàn)槟芰棵芏却?,重量也小很多,重量輕和占用空間小決定了三元鋰電池新能源汽車(chē)耗電更少,因而速度更快,續(xù)航能力更強(qiáng)。所以,轎車(chē)選用三元鋰電池可以跑的更遠(yuǎn),而磷酸鐵鋰新能源汽車(chē)目前基本上還是用于城市大巴,因?yàn)橐淮卫m(xù)航不遠(yuǎn),需要在不長(zhǎng)的距離內(nèi)有充電樁可以充電。
3.當(dāng)然,客運(yùn)大巴采用磷酸鐵鋰電池更核心的則是基于安全上的考慮。特斯拉轎車(chē)起火事故不止一起了,原因在于:特斯拉的電池組由7000塊左右的18650三元鋰電池組成,這些單位的電池或者整個(gè)電池組如有內(nèi)部短路會(huì)產(chǎn)生明火,遇到極端的碰撞事故,短路引致起火。而磷酸鐵鋰的材料遇到短路則不會(huì)燃燒,耐高溫性能比三元鋰電池優(yōu)越的多。
4.磷酸鐵鋰電池雖然耐高溫,但三元鋰電池耐低溫性能更好,是制造低溫
鋰電池的主要技術(shù)路線,在零下20°C時(shí),三元鋰電池能夠釋放70.14%的容量,而磷酸鐵鋰電池只能釋放54.94%的容量,且由于在低溫條件下,三元鋰電池的放電平臺(tái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰電池電壓平臺(tái)啟動(dòng)也更快。
5.充電效率,三元鋰電池更高。鋰電池充電是采用限流限壓法,即在第一階段做恒流充電,此時(shí)電流大,效率高。恒流充電達(dá)到一定電壓后,進(jìn)入第二階段恒壓充電,此時(shí),電流小,效率低。因此,衡量二者充電效率就用恒流充電電量與電池總?cè)萘康谋戎?,稱(chēng)為恒流比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,10C以下條件充電時(shí)二者區(qū)別不大,但10C以上會(huì)拉開(kāi)距離,在20C充電時(shí),三元鋰電池的恒流比是52.75%,磷酸鐵鋰電池的恒流比是10.08%,前者是后者的5倍。
6.循環(huán)壽命方面,磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于三元鋰電池,三元鋰電池的理論壽命是2000次,但基本上到1000次循環(huán)時(shí),容量衰減到60%;就算業(yè)界最優(yōu)秀品牌特斯拉,經(jīng)過(guò)3000次也只能保持70%的電量,而磷酸鐵鋰電池經(jīng)過(guò)相同循環(huán)周期,還有80%的容量。
上述六個(gè)方面的比較大致可以得出二者的相對(duì)優(yōu)勢(shì)有助于回答
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)好的問(wèn)題:磷酸鐵鋰電池安全、壽命長(zhǎng)、耐高溫;三元鋰電池重量輕、充電效率高、耐低溫,二者因此差異產(chǎn)生的因時(shí)因地的各自適應(yīng)性是雙雄并存的原因所在。
盡管?chē)?guó)內(nèi)對(duì)新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼政策已經(jīng)開(kāi)始退坡,但逐漸豐富的基礎(chǔ)設(shè)施和愈發(fā)豐富的可選車(chē)型也讓消費(fèi)者們開(kāi)始接受新能源汽車(chē)的普及。除了作為限購(gòu)地區(qū)無(wú)法購(gòu)買(mǎi)燃油汽車(chē)的替代解決方案之外,新能源汽車(chē)也有許多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。安靜的駕駛環(huán)境、清潔的能源類(lèi)型和低廉的用車(chē)成本,甚至包括起步時(shí)瞬間輸出的超大扭矩,都能讓身邊不少開(kāi)燃油汽車(chē)的朋友羨慕不已。
而作為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力之源的電池,自然是最為重要的零部件之一。電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航、充放電等一切使用也都與電池的性能有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。目前國(guó)內(nèi)的動(dòng)力電池主要分為兩個(gè)派系,根據(jù)正極材料的不同分為磷酸鐵鋰派和三元材料派。雖然兩者均屬于二次電池,都可以反復(fù)進(jìn)行充放電使用,但由于材料的差異,在最終反映到使用層面的性能還是有比較大的差別。
三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池?
要想搞清楚究竟哪種電池更好,我們應(yīng)該先對(duì)這兩者的區(qū)別有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解。
所謂磷酸鐵鋰電池,就是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類(lèi)電池的特點(diǎn)是不含貴重金屬元素(比如鈷等)。由于不含有貴重金屬材料,磷酸鐵鋰電池的原材料成本就可以被壓縮的非常低廉。在實(shí)際使用中,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫,安全穩(wěn)定性強(qiáng),價(jià)格便宜,循環(huán)性能更好的優(yōu)勢(shì)。
而三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負(fù)極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰不同,三元鋰電池電壓平臺(tái)很高,這也就意味著在相同的體積或是重量下,三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充電、和耐低溫性能等方面,三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢(shì)。
筆者一直認(rèn)為,技術(shù)并沒(méi)有好壞或是優(yōu)劣之分,只是適用于不同的產(chǎn)品或是環(huán)境。單論電池,也沒(méi)有所謂的誰(shuí)更好誰(shuí)更差。只是套用到實(shí)際使用場(chǎng)景中,三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池,更加適應(yīng)現(xiàn)在以及未來(lái)的家用電動(dòng)汽車(chē)。