磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，雖然這兩種電池在眾多應用領(lǐng)域展開競爭，但是以在新能源汽車領(lǐng)域的競爭為主線，因為這是國內(nèi)最大的鋰電池應用場景，既然要競爭，必然有比較，電池性價比的比較通過車的價格就可以進行了，而從性能上比較三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個好，就要通過設置條件，得出兩種電池的實際參數(shù)來說明了。根據(jù)相關(guān)實驗室、新能源汽車廠家、動力電池生產(chǎn)廠家的實驗，雖然每家的測試不免存在具體參數(shù)上的細微差別，但對于兩種電池性能優(yōu)劣性的判斷趨于一致。為此，我們?nèi)〈硇缘膮?shù)來進行比較。

 

客車選江淮、轎車選特斯拉。這說的是二者體積上的差別。從目前的技術(shù)來看，三元鋰電池的能量密度普遍在200Wh/kg，未來可能達到300Wh/kg；而磷酸鐵鋰電池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg，個別的可以達到130~150Wh/kg，但要突破200Wh/kg難度很大。因此，三元材料動力電池可以比磷酸鐵鋰提供多出一倍的空間來，這一點對于空間有限的轎車很重要。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“客車選比亞迪，轎車選特斯拉”之說

 

同樣因為能量密度大，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耗電更少，因而速度更快，續(xù)航能力更強。所以，轎車選用三元鋰電池可以跑的更遠，而磷酸鐵鋰新能源汽車目前基本上還是用于城市大巴，因為一次續(xù)航不遠，需要在不長的距離內(nèi)有充電樁可以充電。

 

當然，客運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電池組如有內(nèi)部短路會產(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燃燒，耐高溫性能比三元鋰電池優(yōu)越的多。

 

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，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遠遠高于磷酸鐵鋰電池電壓平臺啟動也更快。

 

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，此時電流大，效率高。恒流充電達到一定電壓后，進入第二階段恒壓充電，此時，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?，稱為恒流比。實驗數(shù)據(jù)表明，10C以下條件充電時二者區(qū)別不大，但10C以上會拉開距離，在20C充電時，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。磷酸鐵鋰電池：是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會有供料問題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。

磷酸鐵鋰電池的特點在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環(huán)壽命。文獻顯示，在充電條件為1C倍率充電至3.65V，然后轉(zhuǎn)恒壓至電流下降到0.02C，之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V，循環(huán)1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點：更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。

 

 

磷酸鐵鋰電池的缺點在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環(huán)境下，放電能力和容量均會大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度只有120Wh/kg，如果計算整個電堆，包括電池管理系統(tǒng)、散熱等零部件的能量密度就更低了。遠遠不能達到國務院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020 年)》明確提出“電池模塊的能量密度要求是大于 150 瓦時/公斤”的要求。此外，磷酸鐵鋰電池材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，產(chǎn)品一致性差。

三元鋰電池：正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。這種材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達到200Wh/kg。據(jù)清華大學歐陽明高解釋：本次調(diào)查中所稱的"三元"材料，指的是正極是三元，負極是石墨的通常說法中的"三元動力電池"。而在實際研發(fā)應用中，還有一種正極是三元，負極是鈦酸鋰的，通常被稱為"鈦酸鋰"，其性能比較安全，壽命比較長，不屬于普通所說的"三元材料。"

三元鋰電池的優(yōu)點是能量密度高，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前，隨著配方的不斷改進和結(jié)構(gòu)完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經(jīng)達到或超過鈷酸鋰電池水平。

 

 

三元鋰電池的安全性較差，由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導致熱穩(wěn)定性差，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發(fā)危險。250-300℃就會發(fā)生分解，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，產(chǎn)生的熱量進一步加劇正極分解，在極短的時間內(nèi)就會爆燃。車禍中，外力撞擊會損壞電池隔膜，進而導致短路，而短路時發(fā)出的熱量會造成電池熱失控，并迅速將溫度升至300℃以上，存在自燃風險。因此，對于三元鋰電池而言，其電池管理系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)就至關(guān)重要。