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磷酸鐵鋰鋰電池與三元鋰電池性能對比

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瀏覽:- 發布日期:2017-07-12 20:00:00【

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在當今動力電池市場,主要以磷酸鐵鋰電池三元鋰電池為主。二者主要的特性是能量密度與安全性的差異,能量密度關系到動力電池的續航能力,安全性也是動力鋰電池最重要的指標之一。

那么我們就從能量密度與安全生、溫度適應性、充放電效率四個方面分別介紹一下這兩種鋰電池間的區別與聯系:

能量密度

磷酸鐵鋰電池的能量密度較三元鋰電池相差很多,目前新能源汽車的補貼標準以電池包系統的能量密度為重要指標,政策規定 當電池系統能量密度超過120Wh/kg,就可以享受1.1倍的補貼,介于90Wh/kg和120Wh/kg之間只能享受1倍補貼。在此需要說明一下力朗電池生產的汽車動力電池包能量密度已達125Wh/kg。

磷酸鐵鋰電池單體能量密度通常在90-120Wh/kg之間,而三元鋰電池單體能量密度可以達到200Wh/kg左右,可見三元鋰電池的能量密度優勢較為明確,這也是近年內國內大量上線三元鋰電池產線的原因所在,再加了日韓在三元鋰電池技術方向上的堅持,為市場注入強有力的信心。

安全性

我們知道,就材料體系而言,三元鋰電池正極材料的分解溫度在200℃左右,磷酸鐵鋰電池正極材料的分解溫度在700℃左右。實驗室測試環境下短路磷酸鐵鋰電池單體,基本不發出現著火的情況,三元鋰電池則不然,在使用三元鋰電池時尤其要對熱管理提出較高的要求。對于整車電池包來講,安全措施更加完善與科學,通過BMS有效對鋰電池進行管理,電池可以工作在安全的狀態下。

溫度適應性

我國幅員遼闊,氣候復雜,從最北端的東北三省到最南端的海南諸島溫度變化非常豐富。以北京為例,作為電動汽車的主力市場,北京夏季最高溫度在40℃左右,而冬季則基本保持在零下16℃左右,甚至更低。這樣的溫度區間顯然適合低溫性能更佳的三元鋰電池。而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北京的冬季會顯得有些乏力。更何況,三元鋰電池耐高溫方面與磷酸鐵鋰相比,差距并不大。

三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池適應溫度

圖1 三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池適應溫度

從上圖中能夠看出,以25℃為基準常溫,兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電,放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池相比有比較明顯的優勢。

充放電效率

除了續航之外,充電也是電動汽車在實際使用中的重要環節,而三元鋰電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰電池有著非常大的優勢。

三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池充電效率對比

圖2 三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池充電效率對比

從表中可以看出,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在10C以下充電時,恒流比無明顯差距,10C以上倍率充電時,磷酸鐵鋰電池恒流比例迅速降低,充電效率迅速降低。

磷酸鐵鋰與三元的市場之爭,目前仍是平分秋色,各有所長。在電池技術日新月異不斷革新的情況下,不久的將來迎來革命性的變化也在意料之中,技術已經成熟的三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池,憑借各自的優勢在市場中都占有一席之地。

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