詳細(xì)介紹三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的性能和優(yōu)缺點(diǎn)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-17 15:23
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三元鋰電池的電壓平臺(tái)高，電壓平臺(tái)是電池能量密度的重要指標(biāo)，決定著電池的基本效能和成本，因此對(duì)電池材料的選用有重要的意義。電壓平臺(tái)越高，同樣體積、重量 、甚至同樣安時(shí)的電池，電壓平臺(tái)較高的三元材料鋰電池續(xù)航里程更遠(yuǎn)。此外，能量密度和振實(shí)密度也高。
有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也存在極大的弊端。三元鋰電池在安全性能、耐高溫性能、壽命長(zhǎng)短、功率放電效果等方面存在短板。三元鋰電池對(duì)溫度的敏感度較高，在200度左右就會(huì)發(fā)生分解，而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。并且三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈，會(huì)釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。
簡(jiǎn)單而言，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。
正因?yàn)槿嚥牧嫌羞@樣的安全隱患，所以廠商也在努力往抑制產(chǎn)生事故的方向走。根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性，廠商在過充保護(hù)（OVP）、過放保護(hù)（UVP）、過溫保護(hù)（OTP）、過流保護(hù)（OCP）這幾個(gè)環(huán)節(jié)上都會(huì)下不少的功夫。
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磷酸鐵鋰電池
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。
磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)是不含鈷等貴重元素，因此原材料成本就可以被壓縮的非常低廉，且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會(huì)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(zhǎng)，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
磷酸鐵鋰電池具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
? 更高的安全性
? 更長(zhǎng)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
當(dāng)然，磷酸鐵鋰電池存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低；低溫性能差，在低溫條件下，電池的電量衰減速度大大加快，這對(duì)于我國幅員遼闊，冬天低氣溫比較多的情況下影響比較大。
三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池各具有優(yōu)缺點(diǎn)，目前市面上的主機(jī)廠偏向于選擇使用三元鋰電池，少部分主機(jī)廠也選擇使用磷酸鐵鋰電池。有風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)也存在壓力，縱然三元鋰電池存在不少弊端，廠商門也在努力提升三元鋰電池的技術(shù)條件。三元鋰電池取決于自身能量密度更大的優(yōu)勢(shì)，在未來的電池行業(yè)和新能源汽車行業(yè)有望成為主電池動(dòng)力。磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)在于安全性高，高倍率充放電特性和較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。文獻(xiàn)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%。
PS：充放電倍率=充放電電流/額定容量；例如：額定容量為100Ah的電池用20A放電時(shí)，其放電倍率為0.2C。電池放電C率，1C,2C,0.2C是電池放電速率：表示放電快慢的一種量度。所用的容量1小時(shí)放電完畢，稱為1C放電；5小時(shí)放電完畢，則稱為1/5=0.2C放電。一般可以通過不同的放電電流來檢測(cè)電池的容量。對(duì)于24AH電池來說，2C放電電流為48A，0.5C放電電流為12A。
20Ah磷酸鐵鋰電池的循環(huán)性能
其充放電特性也較為穩(wěn)定，以0.5C、1C、3C不同倍率放電時(shí)，放電容量下降不到5%，電壓在放電過程中有著較大的穩(wěn)定平臺(tái)，大倍率放電情況下的穩(wěn)定性關(guān)系著電動(dòng)車在急加速、高速等大功率需求工況下的性能表現(xiàn)，電壓越穩(wěn)定，車輛性能表現(xiàn)也越好，另外，這也可以解釋為什么電動(dòng)車高速行駛時(shí)續(xù)航能力會(huì)減弱，電池在大功率輸出時(shí)，實(shí)際放電容量會(huì)縮小。
20Ah磷酸鐵鋰電池不同倍率放電性能
磷酸鐵鋰電池也擁有良好的快充特性，3C倍率充電條件下，15分鐘可以充電55%，30分鐘充個(gè)電容量超過95%。注意這是實(shí)驗(yàn)室條件，另外僅僅只是一塊20Ah，3.65V標(biāo)稱電壓的單電池，與車用400V左右電壓100Ah及以上容量的電池組不能相提并論，兩者的充電功率相差百倍以上。
