磷酸铁锂电池对比三元锂电池主要区别有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-09-20 09:21
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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。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。
缺点是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。
三元锂电池
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。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。
三元锂电池是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。与磷酸铁锂不同,三元锂电池电压平台很高,这也就意味着在相同的体积或是重量下,三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充电、和耐低温性能等方面,三元锂电池也有很大的优势。
缺点是三元材料动力锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH值过高易使单体胀气,进而引发危险,目前造价较高。
总结:对比之下,三元聚合物锂电池的确有着更优于磷酸铁锂电池的特质,但是目前随着新能源它的发展却受到了阻碍,但是总得来说三元聚合物锂电池更好。
●能量密度比较
磷酸铁锂电池单体,能量密度为120Wh/kg,成组后为80Wh/kg;三元锂电池单体,能量密度为180Wh/kg,成组后能量密度为110Wh/kg。从数据上来看,在能量密度方面,三元锂电池优于磷酸铁锂电池。而目前国家新能源汽车的补贴标准视电池系统的能量密度而定,其具体政策就是,新能源乘用车电池系统能量密度超过120Wh/kg,就可以享受1.1倍的补贴,介于90Wh/kg和120Wh/kg之间只能享受1倍补贴。非快充类纯电动客车电池能量密度高于115Wh/kg的按1.2倍给予补贴。
●安全性
三元锂电池液态电解质易燃易爆,在长期使用过程中容易触发“热失控”,在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。而磷酸铁锂电池在实际使用中具有耐高温、安全稳定性强、循环性能更好的优势。
●成本方面
由于磷酸铁锂电池不含有贵重金属材料,因此原材料成本就可以被压缩的非常低廉。而三元锂电池是以镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池,因此成本会比磷酸铁锂电池贵很多。