三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的區(qū)別?

? ? ? ? 三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的區(qū)別主要在于正極材料。磷酸鐵鋰電池,指的就是正極材料用磷酸鐵鋰(LiFePO4)的鋰離子二次電池。三元鋰電池,指的是正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰等三元聚合物的鋰離子二次電池。? ?以上兩種電池的負(fù)極材料一般均采用石墨、軟碳,硬碳等。

磷酸鐵鋰電池充放電反應(yīng):

三元鋰電池充放電反應(yīng):(以NCM三元鋰電池為例)


通過(guò)查詢資料,國(guó)內(nèi)主流的車(chē)企,普遍都同時(shí)采用兩類(lèi)電池作為動(dòng)力電池。

原材料與成本
? ? ? ??磷酸鐵鋰電池的制造成本比三元電池低約10%~15%。
? ? ? ? 磷酸鐵鋰電池需要的P、Fe元素分布廣泛;正負(fù)極之間使用有機(jī)溶劑(DMC、EC、LiPF6
等)作為電解質(zhì)。磷酸鐵鋰電池化學(xué)混合物的混合方法也更簡(jiǎn)單,成本相對(duì)低廉。
? ? ? ? 三元鋰電池,其中三元指的是包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物,在三元鋰電池中做正極;鋰指的是電解質(zhì)主要為六氟磷酸鋰的電解液。這種電池也被簡(jiǎn)稱(chēng)為NCM電池(鎳鈷錳酸鋰電池)或NCA電池(鎳鈷鋁酸鋰電池)。
? ? ? ? 三元電池包含的鎳、鈷等材料,其在地球上的蘊(yùn)藏量要比磷、鐵材料少得多,并且三元鋰電池電解液的合成方法也大不相同,這造成了它更高的成本。

儲(chǔ)能密度
? ? ? ? 相比傳統(tǒng)鐵鋰電池,三元鋰電池能量密度大、電壓更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車(chē)子跑的距離也就更遠(yuǎn)。
? ? ? ? 目前市場(chǎng)上搭載磷酸鐵鋰電池的車(chē)型,盡管其系統(tǒng)能量密度已經(jīng)較早期大有提升,大約能達(dá)到150 Wh/kg左右,但依舊只能滿足400 km左右的出行(如果算上低溫衰減,還達(dá)不到這一門(mén)檻,多數(shù)在300 km以內(nèi)),相當(dāng)于早期三元鋰電池的水平。

使用壽命
? ? ? ?磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命比三元理電池更長(zhǎng)。
? ? ? ?磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后才會(huì)開(kāi)始衰減,也就是說(shuō)其使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10年左右,但三元鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)則僅為2000次,意味著其使用壽命僅為6年。

低溫性能
? ? ? ? 在大冬天的等低溫情況下,三元鋰電池也有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
? ? ? ? 在相同低溫條件下,三元鋰電池冬季衰減不到15%,磷酸鐵鋰電池衰減則高達(dá)30%以上。三元鋰電池低溫使用下限值為-30℃,相比磷酸鐵鋰電池低溫下限值-20℃更有優(yōu)勢(shì)。

熱失控
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? ? ? ?磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟绕毡樵?00 ℃以上,三元鋰電池則低于300 ℃,一些高鎳電池?zé)崾Э販囟壬踔恋陀?00 ℃,相比之下磷酸鐵鋰電池在汽車(chē)高速行駛及快速充電過(guò)程中自燃風(fēng)險(xiǎn)較低。

安全性
? ? ? ?磷酸鐵鋰電池具有較高的安全性,即使在過(guò)充和高溫等極端情況下也不容易發(fā)生爆炸和火災(zāi)等事故。三元鋰電池在過(guò)充和高溫等極端情況下安全性較差。

參考文獻(xiàn):
[1] 17家車(chē)企、銷(xiāo)量TOP30新能源車(chē)型,動(dòng)力電池路線分析,誰(shuí)更勝一籌?http://www.360doc.com/content/22/0923/11/53578950_1049041137.shtml