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磷酸铁锂电池组和三元锂电池组的对比

钜大LARGE  |  点击量:1821次  |  2019年07月17日  

磷酸铁锂电池组和三元锂电池组的对比。锂电池组有种电池形式,分别是磷酸铁锂电池和三元锂电池,两者都是市场上比较主流的电池类型,一般用于新能源汽车、电动汽车等领域上。很多客户问小编,磷酸铁锂电池组和三元锂电池组哪个好?下面小编将对两种锂电池进行对比分析。


磷酸铁锂电池组和三元锂电池组的对比:


磷酸铁锂电池组和三元电池的材料体系不一样,磷酸铁锂是3.2V电压平台,循环寿命做到2000次以上,三元锂电池是3.6V电压平台,循环寿命看不同的厂家,不同的型号和工艺,有一些做到500次循环,有一些能做到1000次循环以上。铁锂电池的高温性能好,三元电池的低温性能好。安全性这一块,铁锂的好一些。


磷酸铁锂电池组:


磷酸铁锂电池组,是指多个电池组串在一起形成的一个电池包形式,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。


磷酸铁锂电池优点:相比目前市面上较为常见的钴酸锂和锰酸锂电池来说,磷酸铁锂电池至少具有以下五大优点:更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属(原材料成本低)、支持快速充电、工作温度范围广。


磷酸铁锂电池组缺点:磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低;材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差;产品一致性差;知识产权问题。


三元锂电池:


三元锂电池正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池。“三元”材料,指的是正极是三元,负极是石墨的通常说法中的“三元动力电池”。而在实际研发应用中,还有一种正极是三元,负极是钛酸锂的,通常被称为“钛酸锂”,其性能比较安全,寿命比较长,不属于普通所说的“三元材料。”


三元锂电池组优点:三元锂电池能量密度高,循环性能好于正常钴酸锂。目前,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。


缺点:三元材料动力锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH值过高易使单体胀气,进而引发危险,目前造价较高。


磷酸铁锂电池组和三元锂电池哪个寿命更长?


磷酸铁锂电池组循环5000次剩余容量百分之八十四,三元锂电池组循环3900次剩余容量百分之六十六,循环寿命方面进行比较,磷酸铁锂电池组优势更明显。


如果把剩余容量/初始容量=80%作为测试结束点,目前磷酸铁锂电池组实验室1C循环寿命在3500次以上,部分达到5000次,而三元锂电池实验室1C循环寿命在2500次左右。在循环寿命这一个点上,磷酸铁锂电池组相较于三元锂电池,真实寿命要长许多。在同等循环次数下,磷酸铁锂电池的剩余容量也比三元锂电池多不少。


磷酸铁锂电池组和三元锂电池安全性能比较:


从材料体系方面来进行比较,磷酸铁锂电池组的正极材料分解温度在700摄氏度左右,三元锂电池组的正极材料分解温度在200摄氏度左右。


在实验室的测试环境下,短路的磷酸铁锂电池单体,基本不会有着火的情况出现。而三元锂电池则不一样,会更容易出现着火的情况,所以三元锂电池对于热管理的要求较高,而磷酸铁锂电池组对于温度的适应性更高也更安全。


磷酸铁锂电池组和三元锂电池放电性能比较:


相同体积电池,正极使用三元锂电池组材料比使用磷酸铁锂材料放电容量高19.4%,比能量高37.5%,放电比功率高39.7%。由于三元材料质量比容量、压实密度均高于磷酸铁锂材料,所以使用三元材料电池放电有较大优势。


在55℃条件下放电,三元材料电池与磷酸铁锂在常温下比较,放电容量都没有差别,-20℃条件下放电,三元材料电池放电容量/常温容量比例比磷酸铁锂电池组高15%。


过充过放性能对比:


铁锂电池组的一大优势(理论)是耐过充过放,通常来说,铁锂短时间过充到5V没有危险,立即释放多余电量的话,对性能也没有太明显的影响。而锰系电池,到5V已经会有明显的过充反应,会对电芯造成比较严重的损伤。


过放状态下,铁锂电池到0V都可以恢复正常(性能会略有下降),三元锂电池体系过放到0V就报废了。基于以上字面理解,磷酸铁锂电池组具有更好的过充过放性能。


迄今为止,三元和磷酸铁锂电池还未能够分出胜负,三元锂电池略占上风,但两者至少在现阶段都不是完美的解决方案,石墨烯或者燃料电池等其他替代能源技术都在一旁虎视眈眈。


总结:以上就是磷酸铁锂电池组和三元锂电池组的对比。三元锂电池组在电池比能量、比功率、大倍率充电、低温性能等方面有优势,循环性能方面则是磷酸铁锂电池组优势明显,在安全方面磷酸铁锂电池也优于三元材料。小编建议用户可根据不同用途选择不同种类的锂电池。


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