磷酸鐵鋰相比三元鋰電池哪個好？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-24 11:40
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1 實驗
1.1 實驗材料選擇
正極材料磷酸鐵鋰和鎳鈷錳配比為1∶1∶1 的三元材料，負極選用MCMB，電解液選用EC、PC、EMC 和DEC 組成的混合溶劑，電解質為LiPF6 作為鋰鹽，隔膜選用單層PP25 μm。
1.2 多孔膜電極與復合薄膜電極的制備
采用方形鋁殼LP2770102 電池的殼、蓋及內部相同的多極耳卷繞結構，按照電池制作工藝分別制作正極材料為磷酸鐵鋰和三元材料的兩種電池。得到磷酸鐵鋰電池平均容量、內阻、質量分別為7.2 Ah、1.06 mΩ、361 g；三元材料平均電池8.6 Ah、1.12 mΩ、360 g。
1.3 分析與測試
測試條件為：三元材料電池充放電電壓控制范圍為2.5~4.2 V，1 C =7.5 A，磷酸鐵鋰材料電池充放電電壓控制范圍為2.0～3.65 V，1 C =6.5 Ah，無特殊說明測試溫度為(25±2)℃。
2 結果與討論
2.1 放電性能測試
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%。由于三元材料質量比容量、壓實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。
2.2 充電性能比較
三元材料電池與磷酸鐵鋰材料電池在不大于10 C 充電時，恒流充電容量/ 總容量比例無明顯差距，10 C 以上倍率充電時，磷酸鐵鋰電池恒流充電容量/ 總容量比例較小，充電倍率越大，恒流充電容量/ 總容量比例與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，如負極使用軟碳或硬碳，磷酸鐵鋰電池大倍率充電性能夠達到三元電池的水平。
2.3 循環(huán)性能比較
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%作為測試結束點，目前三元材料電池實驗室1 C 循環(huán)壽命在2 500 次左右，磷酸鐵鋰電池實驗室1 C 循環(huán)壽命在3 500 次以上，部分達到5 000 次以上。
2.4 不同溫度放電測試
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%。
