磷酸铁锂电池和三元锂电池对比有哪些不同？

新能源汽车上有两个主流的电池技术路线，磷酸铁锂电池和三元锂电池，虽然这两种电池在众多应用领域展开竞争，但是以在新能源汽车领域的竞争为主线，因为这是国内最大的锂电池应用场景，既然要竞争，必然有比较，电池性价比的比较通过车的价格就可以进行了，而从性能上比较三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好，就要通过设置条件，得出两种电池的实际参数来说明了。根据相关实验室、新能源汽车厂家、动力电池生产厂家的实验，虽然每家的测试不免存在具体参数上的细微差别，但对于两种电池性能优劣性的判断趋于一致。为此，我们取代表性的参数来进行比较。

 

客车选江淮、轿车选特斯拉。这说的是二者体积上的差别。从目前的技术来看，三元锂电池的能量密度普遍在200Wh/kg，未来可能达到300Wh/kg；而磷酸铁锂电池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg，个别的可以达到130~150Wh/kg，但要突破200Wh/kg难度很大。因此，三元材料动力电池可以比磷酸铁锂提供多出一倍的空间来，这一点对于空间有限的轿车很重要。特斯拉生产三元锂电池，比亚迪生产磷酸铁锂电池，故有“客车选比亚迪，轿车选特斯拉”之说

 

同样因为能量密度大，重量也小很多，重量轻和占用空间小决定了三元锂电池新能源汽车耗电更少，因而速度更快，续航能力更强。所以，轿车选用三元锂电池可以跑的更远，而磷酸铁锂新能源汽车目前基本上还是用于城市大巴，因为一次续航不远，需要在不长的距离内有充电桩可以充电。

 

当然，客运大巴采用磷酸铁锂电池更核心的则是基于安全上的考虑。特斯拉轿车起火事故不止一起了，原因在于：特斯拉的电池组由7000块左右的18650三元锂电池组成，这些单位的电池或者整个电池组如有内部短路会产生明火，遇到极端的碰撞事故，短路引致起火。而磷酸铁锂的材料遇到短路则不会燃烧，耐高温性能比三元锂电池优越的多。

 

磷酸铁锂电池虽然耐高温，但三元锂电池耐低温性能更好，是制造低温锂电池的主要技术路线，在零下20°C时，三元锂电池能够释放70.14%的容量，而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量，且由于在低温条件下，三元锂电池的放电平台远远高于磷酸铁锂电池电压平台启动也更快。

 

充电效率，三元锂电池更高。锂电池充电是采用限流限压法，即在第一阶段做恒流充电，此时电流大，效率高。恒流充电达到一定电压后，进入第二阶段恒压充电，此时，电流小，效率低。因此，衡量二者充电效率就用恒流充电电量与电池总容量的比值，称为恒流比。实验数据表明，10C以下条件充电时二者区别不大，但10C以上会拉开距离，在20C充电时，三元锂电池的恒流比是52.75%，磷酸铁锂电池的恒流比是10.08%，前者是后者的5倍。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。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。文献显示，在充电条件为1C倍率充电至3.65V，然后转恒压至电流下降到0.02C，之后以1C倍率放电至截止电压2.0V，循环1600次之后电池容量仍有初始容量的80%。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。远远不能达到国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》明确提出“电池模块的能量密度要求是大于 150 瓦时/公斤”的要求。此外，磷酸铁锂电池材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，产品一致性差。

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。这种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三种材料的优点，形成了三种材料三相的共熔体系，由于三元协同效应其综合性能优于任一单组合化合物。重量能量密度能够达到200Wh/kg。据清华大学欧阳明高解释：本次调查中所称的"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。"

三元锂电池的优点是能量密度高，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。

 

 

三元锂电池的安全性较差，由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致热稳定性差，且pH值过高易使单体胀气，进而引发危险。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。车祸中，外力撞击会损坏电池隔膜，进而导致短路，而短路时发出的热量会造成电池热失控，并迅速将温度升至300℃以上，存在自燃风险。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。