动力电池竟然还有区别？三元锂是大趋势是什么？
来源：宝鄂实业
2019-03-29 10:52
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新能源汽车最核心的技术即为提供能量的电池，续航能力和充电速度则是电池技术发展到今天的瓶颈所在。经过多年发展，锂电池的目前的类型有锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂、三元材料等，因能量性能和稀有金属成本的原因，锰酸锂、钛酸锂和钴酸锂电池逐渐变为小众选择，而磷酸铁锂和三元锂电池则得到更广泛的推广应用。但是这两者有什么区别呢？您的车是那种电池呢？今天我们就聊一聊锂电池这点儿事。
三元锂电池
三元锂电池全称是“三元材料电池”，一般是指采用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2，NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）三元正极材料的锂电池，把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整，所以称之为“三元”，包含了许多不同比例类型的电池。从形状上来区分，可分为软包电池、圆柱电池和方形硬壳电池。其标称电压可达到3.6-3.8V，能量密度比较高，电压平台高，振实密度高，续航里程长，输出功率较大，高温稳定性差，但低温性能优异，造价也比较高。
磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池则是采用磷酸铁锂（LiFePO4）作为正极材料，用铁来做电池原料一来成本低廉，二不含重金属，对环境污染较小，工作电压为3.2V。磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，因此在零电压存放时并不会有泄漏，高温条件下或过充时安全性非常高，可快速充电，高放电功率，无记忆效应，循环寿命高，缺点为低温性能差，正极材料振实密度小，能量密度较低，产品的成品率和一致性也饱受质疑。
这两类电池各有所长
高温条件下，三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解，产生剧烈的化学反应，释放出氧原子，并在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象，因此基于安全的考虑，我国工信部在2016年1月，通过特殊发文规定将三元锂电池的使用暂时限制在纯电动客车之外。而磷酸锂电池的分解温度在800℃，更不容易着火，安全性相对较高。
低温条件下（气温低于-10℃以下），磷酸锂电池衰减得非常快，经过不到100次充放电循环，电池容量将下降到初始容量的20%，基本与寒冷地区的使用绝缘了；而三元锂电池的低温性能优异，在-30℃条件下可保持正常电池容量，更适应北方低温地区的使用条件。
从制造成本上来看，三元锂电池所必需的钴元素在我国储量较少，大部分靠海外进口，受到市场波动影响非常大，所以三元锂电池的成本必然居高不下，而磷酸铁锂电池所需原材料无需进口，供应充足，价格稳定，成本相对较低。
在实验条件下，磷酸铁锂电池循环5000次后，剩余容量为84%，1C（1C表示电池一小时完全放电时电流强度） 循环5 000 次后仍能保持80%以上的初始容量；三元锂电池循环3900次后，剩余容量只剩下66%，1C循环2500次后就下降到80%初始容量。相比起来磷酸锂电池的循环寿命要远远大于三元锂电池。此外，磷酸铁锂电池能量密度为120Wh/kg，已经基本达到理论极致，而三元电池的能量密度180Wh/kg，今后还有很大的提升空间。
前景
日本松下、韩国LG化学、三星SDI等多采用三元锂电池的技术路线，比如新能源巨头特斯拉就采用了松下的镍钴铝酸锂三元锂电池，就是所谓的NCA，在Model S和Model X上采用的是松下18650电池组，而最新的MODEL 3采用了更大容量的21700圆柱体电池组。
国内的新能源汽车企业在早期源于成本问题，大多采用磷酸铁锂电池作为能量来源，如比亚迪等企业则为磷酸铁锂电池的主力厂商，推出了秦、唐、宋等众多明星产品，而现如今由于国家对于续航里程等补贴标准的提升，三元锂电池市场份额在逐渐提升。
在与磷酸铁锂电池的竞争中，三元锂电池的安全问题有待提升，这始终是盘桓在汽车企业脑海中的阴影，连特斯拉Model X这样的技术领先产品，也曾在国内外多次发生电池组起火燃烧的事故。但从长远来看，三元锂电池有着磷酸铁锂电池不可比拟的高能量密度、耐低温等特性，在新能源汽车发展的未来，三元锂电池解决掉安全和成本问题之后，将彻底取代目前磷酸铁锂的市场地位，将成为新能源市场上的大势所趋。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?就动力电池而言，目前，三元锂电池和磷酸铁锂电池包以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。磷酸铁锂电池，由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势，越来越多的活跃在电动客车市场。那么，钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?本文存能电气小编整理了一些资料供大家阅读。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包的对比：
钛酸锂电池：
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。普通的钛酸锂电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。
钛酸锂电池优点：
1、安全稳定性好
钛酸锂的电势比纯金属锂的电势高，不易产生锂晶枝，放电电压平稳，而且，因此提高了锂电池的安全性能。钛酸锂电池进行测试发现，在针刺、挤压、短路等严苛测试下，不冒烟、不起火、不爆炸，安全性远高于其他锂电池。
2、快充性能优异
与碳负极材料相比，钛酸锂电池具有较高的锂离子扩散系数，可高倍率充放电。在大大缩短充电时间的同时，对循环寿命的影响较小，热稳定性也较强。钛酸锂电池十分钟左右即可充满。
3、循环寿命长
钛酸锂电池完全充放电循环次数可达3万次以上，在作为动力电池使用10年之后，可能还能作为储能电池再用20年。用户在实际使用中不用更换电池，几乎不增加后期成本。
4、耐宽温性能良好
一般电动汽车在零下10℃时充放电就会出现问题，钛酸锂电池耐宽温性能良好，耐用性强，在零下50℃到零上60℃均可正常充放电，无论是在冰封的北国，还是在炎热的南方，车辆都不会因电池“休克”而影响工作，消除了用户的后顾之忧。
综上钛酸锂电池的优势，能大幅节省充电站场地建设和人员配置成本等，更适合在公交领域的推广应用。
钛酸锂电池缺点：
钛酸锂电池负极采用钛酸锂，相比负极用石墨的主流锂电池，市场份额十分小众。
能量密度低，成本高。特别是能量密度低是因为负极材料钛酸锂的原理性能决定，很难有大的突破空间。
至于钛酸锂电池宣称的使用寿命长，更难被认证。电池寿命还受到正极材料、电解液、隔膜、使用温度等综合影响。
磷酸铁锂电池包：
磷酸铁锂电池包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。
磷酸铁锂电池包优点：
体积小，重量轻，锂电池包的体积是铅酸蓄电池体积的2/3,重量轻，只有铅酸蓄电池的1/3～1/4。
循环寿命长，磷酸铁锂电池包循环寿命有1200～2000次，但传统铅酸电池却只有500～900次。
充放电特性好，锂电池包充放电电能转换效率可大于97%，铅酸蓄电池充放电电能量转换效率约为80%左右。
安全环保，磷酸铁锂材料不含任何重金属与稀有金属，无毒，无论在生产及使用中均无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池锂电池。在穿刺、挤压、过充、短路等实验中，不爆炸、不起火。
无记忆效应，电池可以随时充放电。
工作温度范围宽广，磷酸铁锂电池包热峰值可达350℃-500℃，而铅酸电池只在200℃左右。
磷酸铁锂电池包缺点：
磷酸铁锂电池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。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?
在纯电动汽车领域，电池多为磷酸铁锂电池包或者三元锂电池，而近来格力欲收购的银隆客车，其核心竞争力则是另辟蹊径的钛酸锂电池。国内汽车厂商应用比较多的还是三元锂电池、磷酸铁锂电池包。钛酸锂电池目前还未规模化。并且钛酸锂电池价格高（生产成本高，湿度控制要求高），每瓦时9元左右，与磷酸铁锂电池、三元锂电池每瓦时2元左右的差距也是很大的。
钛酸锂电池未来市场空间将十分有限。钛酸锂电池做的企业少，将导致产业整体研发投入少，从目前电池企业研发投入及规划投入看，也很少企业会重点发展钛酸锂电池。未来，磷酸铁锂电池包技术进步速度将超过钛酸锂电池。一般来说，电动车最好是用磷酸铁锂电池包，安全第一。
总结：钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包这是两种不同的锂电池，所使用的材料有所不同，特性也不一样，各有优缺点。小编认为磷酸铁锂电池的更好些，都说是聚合物锂电池不爆炸，但前短时间也出现过事故的，反而这个磷酸铁锂的市场周期长些，更稳定性些。
