详解电动车用磷酸铁锂和三元锂电池哪个好？
来源：宝鄂实业
2019-03-29 10:37
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电动车用磷酸铁锂和三元锂电池哪个好？在小型乘用车领域，新能源汽车用的动力电池分为三元锂电池和磷酸铁锂电池两种。三元锂电池已经全面取代磷酸铁锂电池，开始转向三元锂的大规模开发。这是为什么呢？磷酸铁锂电池三元锂电池谁更适合应用在乘车领域呢？本文存能电气小编就带大家分析一下。
磷酸铁锂电池：
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。磷酸铁锂电池的特点在于安全性高，高倍率充放电特性和较长的循环寿命。除了寿命长，充放电性能优秀之外，磷酸铁锂电池最大的优点是其安全性，磷酸铁锂的化学性质稳定，高温稳定性好，700-800℃才会开始发生分解，且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子，不会产生剧烈的燃烧，安全性能高。
磷酸铁锂电池的缺点在于其性能受温度影响大，尤其是低温环境下，放电能力和容量均会大幅度降低。此外，磷酸铁锂的能量密度较低，仅算电池的重量能量密度只有120Wh/kg，如果计算整个电堆，包括电池管理系统、散热等零部件的能量密度就更低了。
三元锂电池：
三元锂电池其全称为“正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池”。由于三元锂电池目前正广泛应用于新能源汽车上，比如我们熟知的特斯拉，旗下所有车型都是采用了三元锂电池。三元锂电池体积更小、能力密度更高、耐低温、循环性能也更好，所以成为新能源乘用车的主流。寿命是2000次充放电循环，我们算作一天一充，也能维持5年多。
三元锂电池的安全性较差。三元锂电池热稳定性较差，250-300℃就会发生分解，遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着，产生的热量进一步加剧正极分解，在极短的时间内就会爆燃。因此，对于三元锂电池而言，其电池管理系统、散热系统就至关重要。
助力电动车用磷酸铁锂和三元锂电池哪个好？
磷酸铁锂电池有两个不容忽视的缺点：第一是能量密度相对较低、重量大体积大；第二是对温度相对敏感，低温环境下，带电量会明显下降。由于能量密度达不到国家规定的150瓦时/千克的要求，所以不适合大规模应用在乘用车中。
三元锂电池正在高速普及应用。由于国家在乘用车领域的政策引导，把能量密度放到了比较高的位置，所以各个车企都在推进或者换装三元锂电池。即便是之前掌握磷酸铁锂技术优势的比亚迪，也在逐步把旗下车型使用的动力电池换装成三元锂。这些车型包括：唐、秦还有腾势等等。虽然现在采用三元锂电池的腾势还没有上市销售，但有消息称，下一轮新产品将会使用三元锂电池。
包括日系厂商的雅阁、凯美瑞混动版，现在最新销售的车型也都在使用三元锂电池。使用三元锂电池之后，由于能量密度显著提高、电池体积减小、重量减轻，给乘员舱或后备箱腾出了更多实用空间。所以，整体来说，三元锂电池在当下政策环境下拥有更加明显的优势。
除了续航之外，充电也是电动汽车在实际使用中的重要环节，而三元锂电池在充电效率方面较磷酸铁锂电池有着非常大的优势。三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时，恒流比无明显差距，10C以上倍率充电时，磷酸铁锂电池恒流比例迅速降低，充电效率迅速降低。
电动汽车的续航、充放电等一切使用也都与电池的性能有着千丝万缕的联系。存能电气小编一直认为，技术不分好坏，只有适合或者不适合。单论电池，也没有所谓的谁更好谁更差。只是套用到实际使用场景中，三元锂电池相比磷酸铁锂电池，更加适应现在以及未来的家用电动汽车。
磷酸铁锂电池组在UPS电源中的应用探讨。磷酸铁锂电池UPS电源在储能特性、循环寿命、高温适应能力、绿色环保等方面,都显示了无可比拟的优势，数据中心供配电系统广泛使用磷酸铁锂电池组作为UPS电池后备电源的设备，下面存能电气小编就对磷酸铁锂电池UPS电源的应用和性能进行研究和分析。
磷酸铁锂电池组在UPS电源中的应用探讨：
铅酸蓄电池经过几十年的发展已经被众多行业广泛应用，同样，在数据中心、通信及各类机房UPS电池亦是首选。然而，随着信息技术的发展，人们对供电系统的可靠性要求更高，对实现绿色环保的意识更强，为此，对解决铅酸蓄电池存在的许多问题就更加迫切。
铅酸蓄电池和磷酸铁锂电池相比较:
1、质能比低、体积能量比低，UPS电池重量大，占地面积大。
2、充放电效率低，充放电效率约为92%左右，使用一段时间后充放电效率还会下降。
3、阀控式铅酸蓄电池寿命短，设计寿命5-8年，实际使用大多为3～5年。
4、运行环境温度要求高，在温度超过25度时，环境温度每提高7～10℃时电池寿命折损一半。
5、蓄电池大量采用铅，其开采、加工和使用过程中均容易对环境造成严重污染。
为了解决以上问题，通信行业和一些知名品牌的大功率UPS配置磷酸铁锂电池组应用在不断增加，锂电池UPS市场一个新趋势，是对数据中心和UPS应用中锂离子电池的兴趣日益增长。与传统的铅酸蓄电池相比，磷酸铁锂电池组具有更长的使用寿命、更小的尺寸和重量、在更广泛的环境中运行的能力，以及可大电流快速充放电，耐高温性能优越，在﹣10℃～﹢65℃情况下仍然能够正常工作;总体拥有成本(TCO)更优。
锂电池体积更小、重量更轻、循环寿命长、安全环保等特点，已经成为储能电源的改革重点，也代表了UPS电源行业的改革步伐，与UPS主机息息相关。磷酸铁锂电池能减少UPS系统的尺寸和重量，以便更有效地利用空间，锂电池的长寿命设计将大大降低更换电池的成本和维护的负担。
锂电池作为UPS系统的重要组成部分，市场上的UPS电源厂商多数都在将蓄电池淘汰，使用新型的锂电池，锂电池UPS在储能电源系统、数据中心、工业领域、通信基站、航空航天等多个领域得到了广泛而深入的应用。现今随着我国锂电池领域的迅猛发展，锂电池UPS电源逐渐受到了关注，其应用领域在不断拓宽，通信行业则已捷足先登。
磷酸铁锂电池组在UPS中的实际应用：
某局10楼UPS动力机房由于机房称重和面积不够,停电后要求必须满足4h的不间断供电时间,无法安装阀控密封铅酸蓄电池组,根据放电时间要求,使用了一组384V/400Ah磷酸铁锂电池,电池组由120块3.2V/400Ah的电池模块串联组成,其中400Ah的电池模块由4个单体容量为100Ah的电芯并联组成的,120块400Ah的电池模块串联组成一个384V/400Ah的电池组,如图所示。
所以磷酸铁锂电池组在UPS供电系统应用时,只须把UPS对电池组的充电电压调整到磷酸铁锂电池所需要的电压即可。
磷酸铁锂电池UPS具有如下优点：
1、输出电压高：磷酸铁锂电池UPS工作电压范围：2.5～3.6V，平台约3.2V;
2、安全性强：磷酸铁锂正极材料具有良好的电化学性能，充放电平台十分平稳，充放电过程中结构稳定，可以过放电到零伏。即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性较好;
3、高温性能好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，锂电池放电结束时温度可达160℃，锂电池的结构安全、完好;
4、高效率输出：标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电(10S)可达20C;
5、高循环寿命：经500次循环，其放电容量仍大于95%;
6、使用方便：可快速充电;
7、环保：整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。
8、非稀有资源：磷酸铁锂电池采用磷酸源、锂源、铁源为材料，无战略资源及稀有资源。
磷酸铁锂电池组在UPS电源供电系统中的应用：
针对磷酸铁锂电池组的特性，在UPS供电系统设置时，只须把锂电池UPS给电池组的充电电压调整到锂电池所需要的电压即可。因为锂电池即便是长期处于充电状态下，由于自身的IBMS均衡保护功能，电池性能是不容易发生改变的。
例如，数据中心UPS电池容量配置：
电池室空调启动的环境温度设定为25℃，UPS系统容量200kVA(396V/425A)，蓄电池放电时间0.5小时。经计算，需配置396V/500Ah铅酸电池1组，或者396V/200Ah铁锂电池组。考虑同样的机房承重条件，后者占地面积是前者的28%，后者重量是前者的16%。利用磷酸铁锂电池UPS大电流放电特性，降低机房面积和承重要求，更容易实现分散供电。
在运维管理方面，华为锂电UPS管理系统可以集成到UPS管理系统，电池管理与UPS管理系统是一套完整的系统。华为锂电管理系统可以将电池信息上传至UPS系统，配合华为UPS与网管系统，实现磷酸铁电池智能管理，减少检测频率，做到磷酸铁锂电池UPS运行状态随时可查、可管、可控。
①锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
②锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
我们相信，随着锂电池组技术的成熟和制造业产能的增长，更多供应商开始进入磷酸铁锂电池UPS应用领域，可以预计，磷酸铁锂电池UPS的各项优势将会体现的越来越明显，其缺点也将随着技术的进步而逐渐减少，将广泛应用到数据中心、机房、通信、工业、航空等领域。
