简述磷酸铁锂锂电池与三元锂电池的性能对比

来源：宝鄂实业 2019-03-13 15:07 点击量：次

所谓磷酸铁锂电池，就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贵重金属元素(比如钴等)。在实际使用中，磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，价格便宜，循环性能更好的优势。

而三元材料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。

铁锂标称电压3.2-3.3V，锰系3.6-3.7V，这个是最明显的区别。铁锂体系的优点：理论寿命长，理论耐过充过放性能优良。三元体系的优点：能量密度高，低温性能好，体积小，放电线性好。铁锂的缺点：体积大，重量大，放电线性不好，低温性能差。

三元体系的缺点：循环寿命略差，高温条件下寿命差。

单论电池，也没有所谓的谁更好谁更差。只是套用到实际使用场景中，三元锂电池相比磷酸铁锂电池，更加适应现在以及未来的家用电动汽车。

三元材料电池更适合乘用车

低温放电性能更好

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变化非常丰富。以北京为例，作为电动汽车的主力市场，北京夏季最高温度在40℃左右，而冬季则基本保持在零下16℃左右，甚至更低。这样的温度区间显然适合低温性能更佳的三元锂电池。而注重耐高温性能的磷酸铁锂电池在北京的冬季会显得有些乏力。

“相对25℃容量”是指不同温度条件下放电容量与25℃时放电容量的比值。该数值能够准确反映出电池在不同温度条件下续航的衰减，越接近100%，电池表现越好。

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，放电容量几乎没有差别。但在零下20℃时，三元锂电池与磷酸铁锂电池相比有比较明显的优势。

能量密度更高

根据国内三元材料18650圆柱电池龙头企业——比克电池提供的资料，其18650电池的能量密度已经达到了232Wh/kg，后续将会进一步提高至293Wh/kg。而相比之下，目前国内主流的磷酸铁锂电池能量密度也仅达到150Wh/kg左右，据国内电池行业专家剖析，未来几年之内，磷酸铁锂电池的能量密度能够达到300Wh/kg的希望非常渺茫。

不同于体积庞大的电动巴士，对于家用电动汽车来说，空间永远是第一位的。能量密度较低的磷酸铁锂电池将会占据原本就不多的汽车空间，并且由于更重的质量，在使用时的放电续航也会受到比较大的影响。相对而言能量密度较高的三元锂电池在解决重量问题的同时也为家庭用车节省出了空间。

充电效率更高

除了续航之外，充电也是电动汽车在实际使用中的重要环节，而三元锂电池在充电效率方面较磷酸铁锂电池有着非常大的优势。

目前市面上较为常见的充电方式为恒流恒压式充电。一般在充电开始时先采用恒流充电，此时的电流较大，充电效率相对更高。而在电压达到一定数值之后，降低电流改为恒压充电，这样可以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效率的关键数值。

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效率更高。

从表中可以看出，三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时，恒流比无明显差距，10C以上倍率充电时，磷酸铁锂电池恒流比例迅速降低，充电效率迅速降低。

循环寿命有保障

对于家庭用车来说，三元材料和磷酸铁锂动力电池的额定循环寿命都远远超过了实际用户的使用习惯，因此在使用寿命上可以完全放心。

以比克电池目前的高容量18650电池为例，在充放电循环1000次之后，电池容量依然能够保持在最初的90%以上。

由于笔者本身也是电动汽车车主，全年仅有冬季最冷的1个多月，频繁开暖风的时候才能达到2天一充电，其余时间基本3-4天一充。假设全年平均3天一充电来计算，使用1年需要充大约6次电，循环寿命1000次使用完毕大约需要8年时间，这也基本超过了目前我国消费者平均的换车周期。

安全的材料和工艺

传统内燃机汽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造成极大的安全隐患。