淺談鋰電池包和三元鋰電池優(yōu)缺點
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-22 09:26
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鋰電池包概念
磷酸鐵鋰電池包，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。由于它的性能特別適于作動力方面的應用，則在名稱中加入“動力”兩字，即磷酸鐵鋰動力電池。與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，不含貴重金屬元素，鋰電池包在工作電壓、能量密度、循環(huán)壽命、耐高溫等方面都具有顯著優(yōu)勢。
三元鋰電池概念
三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鋰鎳鈷錳或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰電池，石墨作為負極材料的鋰電池。三元鋰電池的比能量、比功率更大。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。
1、鋰電池包優(yōu)點
高溫性能好：磷酸鐵鋰電池包熱峰值可達350℃-500℃，工作溫度范圍寬廣-20C--75C。
使用壽命長：磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到2000次以上，標準充電5小時率使用，可達到2000次。
容量大。磷酸鐵鋰電池包同等體積下比碳酸電池的蓄電量要高出2～3倍。
體積小重量輕：同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池包的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3，重量更輕。
安全環(huán)保：磷酸鐵鋰電池包已經(jīng)過嚴格的安全測試，即使在劇烈的碰撞中也不會產(chǎn)生爆炸;不含任何重金屬與稀有金屬，無毒，無論在生產(chǎn)及使用中均無污染。
無記憶效應：鋰電池包論出于什么狀態(tài)，可隨沖隨用，無需先放完全再充電。
快速充電：使用專用充電器，1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。
2、鋰電池包缺點
材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，會使得最終單位儲能電量的成本較高。
鋰電池包低溫性能差，正極材料振實密度小，磷酸鐵鋰電池在低溫下(0℃以下)無法使電動汽車行駛，密度一般在0.8到1.3左右。
產(chǎn)品一致性差，目前國內(nèi)還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問題，在這一復雜的反應過程中，很難保證反應的一致性。
導電性能差，鋰離子擴散速度慢，高倍充放電時，實際的比容量低。
總結：磷酸鐵鋰電池包的優(yōu)點有著很大的發(fā)揮空間!我們對它的開發(fā)和利用才剛剛開始?，F(xiàn)在社會乃至世界的主題就是綠色環(huán)保，所以還會有著巨大的發(fā)揮。缺點也會一直不斷去改善，積極研發(fā)新技術，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
三元鋰電池優(yōu)缺點分析
1、三元鋰電池優(yōu)點
電壓平臺高：三元材料的電壓平臺明顯比磷酸鐵鋰高，高線可以達到4.2伏，放電平臺可以達到3.6或者3.7伏。
能量密度高：電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時間更長。
振實密度高，比磷酸鐵鋰電池的密度高。
2、三元鋰電池缺點
安全性能差，容量較大的三元電池很難通過針刺和過充等安全性測試。
耐高溫性差，高溫結構不穩(wěn)定，導致高溫安全性差，且pH 值過高易使單體脹氣。
循環(huán)壽命短，大功率放電差。
元素有毒，三元鋰電池大功率充放電后溫度急劇升高，高溫后釋放氧氣極容易燃燒。電壓平臺高：三元材料的電壓平臺明顯比磷酸鐵鋰高，高線可以達到4.2伏，放電平臺可以達到3.6或者3.7伏。
能量密度高：電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時間更長。
振實密度高，比磷酸鐵鋰電池的密度高。Co3+：減少陽離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結構，降低阻抗值，提高電導率，提高循環(huán)和效率性能。
Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現(xiàn)象導致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結構中的脫嵌越難，導致電化學性能變差。
Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結構，使容量降低，循環(huán)衰減。
能量密度高、循環(huán)性能好是三元鋰電池的最大優(yōu)勢，而電壓平臺是電池能量密度的重要指標，決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時間更長。
單體三元鋰電池放電電壓平臺高達3.7V，磷酸鐵鋰為3.2V，而鈦酸鋰僅為2.3V，因此從能量密度角度來說，三元鋰電池具有絕對優(yōu)勢。
三元鋰電池在冬季低溫0-5度的氣溫下下，大約是夏天的90%左右，有下降，但還不太明顯。更靠北方的地區(qū)，下降的會更多一點。
