磷酸铁锂电池和三元锂电池谁的综合性能更好？

从能量密度和安全性来看，综合性能较好的磷酸铁锂电池和三元锂电池已成为电动汽车动力电池的主流，但两种电池在自身特性上也存在显著差异。三元锂电池能量密度>磷酸铁锂是评价电池性能的最关键指标。电池能量密度的概念与其他材料密度的概念相同。简单地说，它是电池每单位重量或体积所包含的能量。例如，两种大小和重量相同的矿石，一种含杂质较多，另一种含含量较高，显然更有价值。电池的能量密度与矿石含量相同。在相同体积或重量下，能量密度越高，电池提供的能量越多，续航时间越长。增加电池的能量密度等于增加车辆的耐久性。磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。三元锂电池是以镍、钴为正极材料，采用锰或铝盐稳定化学结构的锂离子电池，主要有ncm（镍、钴、锰）和nca（镍、钴、铝）。由于化学特性，磷酸铁锂电池的电压平台较低，其能量密度约为140wh/kg。三元锂电池电压和能量密度高达240wh/kg。也就是说，在相同电池重量下，三元锂的能量密度是磷酸铁锂材料的1.7倍。毫无疑问，三元锂电池在能量密度方面具有明显的优势，但不同配方的三元锂电池的能量密度会有所不同（镍、钴、锰/铝三种不同比例）。特斯拉使用21700块能量密度为260Wh/kg的NCA锂离子电池，是量产电动车中能量密度最高的。其镍钴铝比为8:1.5:0.5，属于“高镍电池”。在ncm电池中，根据镍、钴、锰的含量，可分为ncm111、ncm523、ncm622和ncm811（镍、钴、锰的比例用数字表示）。根据目前对电池续航范围的要求，高镍含量ncm 811是关键突破方向。因为随着镍含量的增加，三元正极材料的比容量逐渐增大，芯部的能量密度也随之增大。但从表中可以看出，NCA811和NCM811这两款车的性能明显更好。我们应该走NCA路线还是NCM路线？其实，选择并不难。镍钴铝电池生产工艺要求高，成本高，技术掌握在日韩手中。另一方面，更高的温度很容易导致热失控。镍钴锰电池不如镍钴铝电池耐用，但其优点是含锰的三元体系具有较好的热稳定性和安全性，因此我国主要研究开发镍钴锰电池。

 

安全磷酸铁锂>磷酸铁锂的热稳定性是目前汽车用锂电池中最好的。电热峰值在350℃以上，当电池温度在500-600℃时，电池内部的化学成分开始分解。三元锂电池热稳定性差，在300℃左右开始分解，对电池管理系统的要求很高。为了保护电池的安全，需要有过热保护装置和电池管理系统。因此，磷酸铁锂在高温下的安全性相对较高。