三元锂电池vs磷酸铁锂电池!三元锂电池正在主导未来的动力电池市场
来源：宝鄂实业
2019-07-16 11:22
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在当今动力电池商场，首要以磷酸铁锂电池和三元锂电池为主。二者首要的特性是能量密度与安全性的差异，能量密度关系到动力电池的续航才能，安全性也是动力锂电池最重要的目标之一。
那么我们就从能量密度与安全生、温度习惯性、充放电功率四个方面分别介绍一下这两种锂电池间的差异与联系：
能量密度
磷酸铁锂电池的能量密度较三元锂电池相差许多，目前新能源轿车的补助标准以电池包系统的能量密度为重要目标，政策规定 当电池系统能量密度超越120Wh/kg，就能够享受1.1倍的补助，介于90Wh/kg和120Wh/kg之间只能享受1倍补助。
磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90-120Wh/kg之间，而三元锂电池单体能量密度能够抵达200Wh/kg左右，可见三元锂电池的能量密度优势较为明确，这也是近年内国内大量上线三元锂电池产线的原因地址，再加了日韩在三元锂电池技术方向上的坚持，为商场注入强有力的决心。
安全性
我们知道，就资料系统而言，三元锂电池正极资料的分化温度在200℃左右，磷酸铁锂电池正极资料的分化温度在700℃左右。实验室检验环境下短路磷酸铁锂电池单体，根本不发出现着火的情况，三元锂电池则不然，在使用三元锂电池时特别要对热办理提出较高的要求。关于整车电池包来讲，安全措施愈加完善与科学，通过BMS有效对锂电池进行办理，电池能够工作在安全的状态下。
温度习惯性
我国幅员辽阔，气候复杂，从最北端的东北三省到最南端的海南诸岛温度改动非常丰富。以北京为例，作为电动轿车的主力商场，北京夏季最高温度在40℃左右，而冬天则根本保持在零下16℃左右，甚至更低。这样的温度区间明显适宜低温功用更佳的三元锂电池。而重视耐高温功用的磷酸铁锂电池在北京的冬天会显得有些乏力。更何况，三元锂电池耐高温方面与磷酸铁锂比较，间隔并不大。

图1 三元锂电池与磷酸铁锂电池习惯温度
从上图中能够看出，以25℃为基准常温，两类电池在55℃高温下放电与常温25℃下放电，放电容量几乎没有不同。但在零下20℃时，三元锂电池与磷酸铁锂电池比较有比较显着的优势。
充放电功率
除了续航之外，充电也是电动轿车在实际使用中的重要环节，而三元锂电池在充电功率方面较磷酸铁锂电池有着非常大的优势。

图2 三元锂电池与磷酸铁锂电池充电功率比照
从表中能够看出，三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时，恒流比无显着间隔，10C以上倍率充电时，磷酸铁锂电池恒流份额灵敏下降，充电功率灵敏下降。
磷酸铁锂与三元的商场之争，目前仍是不相上下，各有所长。在电池技术日新月异不断改造的情况下，不久的将来迎来革命性的改动也在意料之中，技术现已老练的三元锂电池与磷酸铁锂电池，凭仗各自的优势在商场中都占有一席之地。
而作为电动轿车动力之源的电池，自然是最为重要的零部件之一。电动轿车的续航、充放电等全部运用也都与电池的功用有着千丝万缕的联络。现在国内的动力电池首要分为两个派系，根据正极材料的不同分为磷酸铁锂派和三元材料派。虽然两者均归于二次电池，都能够重复进行充放电运用，但由于材料的差异，在终究反映到运用层面的功用仍是有比较大的不同。
三元锂电池仍是磷酸铁锂电池？
要想搞清楚究竟哪种电池更好，咱们应该先对这两者的差异有一个简略的了解。
所谓磷酸铁锂电池，便是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含名贵金属元素（比方钴等）。由于不含有名贵金属材料，磷酸铁锂电池的原材料成本就能够被紧缩的非常低价。在实践运用中，磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，价格便宜，循环功用更好的优势。
而三元锂电池是指运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，三元锂电池电压途径很高，这也就意味着在相同的体积或是分量下，三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充电、和耐低温功用等方面，三元锂电池也有很大的优势。
笔者一向以为，技能并没有好坏或是好坏之分，只是适用于不同的产品或是环境。单论电池，也没有所谓的谁更好谁更差。只是套用到实践运用场景中，三元锂电池比较磷酸铁锂电池，愈加适应现在以及未来的家用电动轿车。
除了续航之外，充电也是电动轿车在实践运用中的重要环节，而三元锂电池在充电功率方面较磷酸铁锂电池有着非常大的优势。
现在市面上较为常见的充电方法为恒流恒压式充电。一般在充电初步时先选用恒流充电，此时的电流较大，充电功率相对更高。而在电压抵达必定数值之后，下降电流改为恒压充电，这样能够让电池充的比较满一些。在这个过程中，恒流充电容量与电池总容量的比值，称为恒流比。它是衡量一组电池在充电过程中充电功率的要害数值。通常百分比越大说明在恒流阶段充入的电量越高，也就证明该电池的充电功率更高。
从表中能够看出，三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时，恒流比无显着距离，10C以上倍率充电时，磷酸铁锂电池恒流比例灵敏下降，充电功率灵敏下降。
循环寿数能够定心
关于家庭用车来说，三元材料和磷酸铁锂动力电池的额外循环寿数都远远超过了实践用户的运用习气，因此在运用寿数上能够完全定心。以比克电池现在的高容量18650电池为例，在充放电循环1000次之后，电池容量依然能够坚持在开端的90%以上。由于笔者本身也是电动轿车车主，全年仅有冬天最冷的1个多月，频频开暖风的时分才干抵达2天一充电，其他时间底子3-4天一充。假设全年均匀3天一充电来计算，运用1年需求充大约6次电，循环寿数1000次运用完毕大约需求8年时间，这也底子超过了现在我国顾客均匀的换车周期。
足够安全的材料和工艺
传统内燃机轿车中危害最大的部分是蕴含巨大能量的燃料，像汽油这样燃点低易爆炸的液态燃料一旦泄露就非常容易构成极大的安全隐患。而新能源轿车的动力电池，经过完善的电池办理体系（BMS）监控，每一颗电池都能得到最准确的控制，预防事端的发作。
以比克18650电池产品为例。在单体电芯工艺上，比克选择在正负极别离配置保护添加剂和反应性添加剂，阻挠电解液分解导致的安全问题。一同添加陶瓷隔膜和负极陶瓷涂层等安全防护手段，从根源控制事端的发作。此外，比克小型圆柱18650电池成组形式，每颗电池之间都坚持足够的安全距离，确保单颗电池的事端不会对其他电池构成影响。
三元锂电池正在主导未来的动力电池商场
在电动轿车领域，美国的特斯拉一向是国内诸多车企的标杆。而谈到传统车企研制新能源轿车的实力，宝马i3的推出也成为了教科书般的典范。有趣的是，这两款车都选择了三元锂电池作为动力电池。反观国内商场，像江淮、比亚迪、北汽等不少轿车厂商也初步将旗下本来运用磷酸铁锂电池的车型换装三元锂电池。
仍是那句话：技能不分好坏，只要适合或许不适合。国内外车企关于电池类型选择的“不约而同”也绝对不是偶然。相信在不久的将来，电动轿车的电池商场将会从头洗牌，三元锂电池凭仗其耐低温、高能量密度、高充电功率不错的循环寿数以及更强的安全性等特性，也会在新的商场中站稳脚跟。
