新能源轿车到底该选哪种电池?三元锂电池or磷酸铁锂电池?
为了提高产品的安全性,使用具有较强耐热性的材料,采用泄压阀控制电池内的压力、主动控制电池的电流,并且实时监测电池充电状态,并能够强制切断电流回路提高安全性。这些都是可行的提高三元锂电池安全性的措施。
基于安全性考虑,采用三元锂电池的新能源客车无法进入工信部的新能源车目录,而轿车、货车则不受影响。虽然有着安全顾虑,但因为政策对能量密度的规定,三元锂电池已经呈现取代磷酸铁锂电池趋势,成为乘用车的主流。
2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用车中,采用三元锂电池的车型有221款,而采用磷酸铁锂的仅有33款。比亚迪曾是国内磷酸铁锂电池的领跑者,但从2016年起,旗下的新能源车,包括秦、唐等所有PHEV乘用车等都开始匹配三元锂电池,唯有大巴仍然采用磷酸铁锂。其资源也向三元锂电池倾斜,坑梓工厂三元锂电池产能6GWh,磷酸铁锂电池产能8GWh,而新建的青海工厂的三元锂电池产能更是将达到18GWh。
迄今为止,三元和磷酸铁锂电池还未能够分出胜负,三元锂电池略占上风,但两者至少在现阶段都不是完美的解决方案,石墨烯或者燃料电池等其他替代能源技术都在一旁虎视眈眈。
磷酸铁锂电池的优点:
1、使用安全
磷酸铁锂电池晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。磷酸铁锂电池经过严格的安全测试,即使在碰撞,穿刺也不会发生爆炸。
2、寿命的改善
磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。
3、高温性能好
磷酸铁锂电池热峰值可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--75C),有耐高温特性。
4、大容量
电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。
6、重量轻
同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。
7、环保
磷酸铁锂电池无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。
8、快速充电
可大电流2C快速充放电,在专用充电器下1.5C充电40分钟内即可将电池充满,启动电流可达2C
磷酸铁锂电池缺点:
1、磷酸铁锂电池正极的振实密度小,密度一般在0.8到1.3左右。体积大
2、导电性能差,锂离子扩散速度慢,高倍充放电时,实际的比容量低。
3、磷酸铁锂电池的低温性能差
4、磷酸铁锂电池单个电池的寿命长,在2000次左右,但是磷酸铁锂电池组的寿命短,一般在500次左右。
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,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。
三元锂电池优点:
1、电压平台高。电压平台越高,比容量越大,肯定同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航里程更远。三元材料的电压平台明显比磷酸铁锂高,高线可以达到4.2伏,放电平台可以达到3.6或者3.7伏。
2、能量密度高
3、振实密度高
三元锂电池缺点:
1、安全性差
2、耐高温性差
3、寿命差
4、大功率放电差
5、元素有毒,三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高,高温后释放氧气极容易燃烧。