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)
2019-04-16 09:40
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電池充電/放電
+關(guān)注
鋰電池和磷酸鐵鋰電池各有千秋
磷酸鐵鋰單體典型電壓3.2V， 鋰離子3.7V
磷酸鐵鋰耐過充過放，短時(shí)過放到0都能恢復(fù)80%以上。鋰離子過放到2.6V時(shí)就會產(chǎn)生不可逆損壞。
磷酸鐵鋰耐過充到100%都不會起火爆炸。鋰離子超過4.35V就會析氣鼓脹。
磷酸鐵鋰穿刺不起火不爆炸。鋰離子會。（現(xiàn)在相對安全一點(diǎn)）
磷酸鐵鋰耐高溫，200多度恢復(fù)后還能用。鋰離子不行。
磷酸鐵鋰能大電流放電，10C20C以上都可以，鋰離子只能3~5C放電
以上來說，磷酸鐵鋰是鋰電池中最安全的。
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，主要用動力電源方面，如電動車，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。第一：重量的比較。鋰電池更輕便，鋰電池容量密度高，達(dá)到192Wh/kg，同樣的重量體積，裝下的能量是鉛酸電池的多倍，目前兩輪電動車需要大續(xù)航的，唯有選擇鋰電池是最好的途徑。
第二：充電效率的比較。鋰電池充電的效率更高，拿三元18650鋰電池來說，最大充電電流一般是0.5C，以聯(lián)盟72V24Ah的鋰電池來說，最大充電電流可以是12A了，當(dāng)然為了鋰電池的安全和壽命考慮，聯(lián)盟的鋰電保護(hù)板限制了最大充電電流，目前推薦最大6A的充電電流，72V24Ah電池只要4個(gè)小時(shí)充電。
