三元材料电池和磷酸铁锂电池主要有什么不同？磷酸铁锂电池的未来发展如何
来源：宝鄂实业
2020-05-18 11:24
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一、使用寿命
磷酸铁锂电池充放电循环次数约3500次后才会开始衰减，其使用寿命可长达十年，但三元锂电池充放电循环次数则仅为2000次，意味着其使用寿命仅为6年。
二、安全性能
磷酸铁锂电池和三元锂电池在到达一定温度时都会发生分解，前者的分解温度要高于三元锂电池（三元材料约为200℃，磷酸锂电池约为800℃）。相比而言，磷酸铁锂电池对于温度的适应性安全性更高。
但随着厂商在过充保护、过放保护、过流保护、过温保护等环节上的加强提升，让两种电池都处于安全状态下工作，降低安全隐患。
三、成本方面
由于磷酸铁锂电池不含有贵重金属材料，原材料成本可以适当压缩。而三元锂电池以镍钴锰酸锂为正极材料、石墨为负极材料，其中钴元素在我国储量较少，大部分靠海外进口，受到市场波动影响非常大，整体成本会比磷酸铁锂电池贵很多。
与传统的磷酸铁锂相比，三元正极材料拥有更高的比容量，能大幅提升电池的能量密度，从而支撑新能源汽车等终端产品对“高续航”能力的需求。总的来说，在大倍率充电、耐低温性能等方面，三元锂电池有很大的优势。
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目前，铁锂电池的应用领域不局限与新能源汽车，在基站储能、工商业储能、大中小型UPS、电网侧储能、用户侧储能等领域都有着潜在的应用前景。中央郑智橘及工信部也先后召开会议，会议明确表示加快5G建设进度，推进5G复工复产，三大运营商也相继表态加大5G基站建设力度。为行业的发展提供了助力。
在通信移动网络中，基站是移动通信网络耗能主要组成部分，占到整个网络耗能80%以上。在4G时代，单个基站功耗最大可达1300W，由于5G使用了更大规模的阵列天线、更高的带宽，基站将处理海量数据，耗能明显高于原有3G、4G基站。根据测算，满载5G基站单站功率接近3800W，是4G的3.5倍，即使空载情况下，功率也达到2300W，是4G的2.6倍。如果考虑其他设备的能耗（如空调系统），单个5G基站的能耗将超过5KW。备用电源容量的设计一般按照基站峰值功耗来定，为了满足必备的时长需求，更换大容量的后备电源不可避免。单个4G基站备用电源典型值约11.2KWh，而5G基站则需要扩容到21.2KWh，几乎翻倍。
2020年将是5G基站建设加速年，根据三大运营商规划，预计2020年将新建68万个5G基站，对备用电池需求容量高达14.4GWh。预计2025年前，我国5G宏基站数量达到760万个，此后5G组网以微基站为主。那么整个5G宏基站备用电源总需求容量高达161GWh，未来三年新增电池需求分别为14.42GWh，21.2GWh和27.56GWh，增速分别为423%、47%和30%。
自移动通信行业发展以来，铅酸电池以极高的性价比和技术成熟稳定性，再加上铅酸电池庞大的市场和完善的后端资源处理配套，在通信基站领域是备用电源的首选，占据了基站备用电源90%以上的市场。而随着磷酸铁锂电池成本持续下降，铅酸电池的备用电源地位岌岌可危。
从售价上看，磷酸铁锂电池是铅酸电池的两倍，但从使用成本角度考虑，铁锂电池在基站储能领域的全生命周期成本已经远远超过铅酸电池。未来铅酸电池被替代是行业发展的必然结果，随着5G基站功耗大幅增长，用电成本大幅增加，基站对调峰调频需求强烈，铅酸电池较低的循环寿命和较慢的充电速度无法满足5G时代的需求，而铁锂电池在这方面为5G基站带来很大的经济性。我们测算采用铁锂电池之后，平均每年的备用电池费用8100元，较铅酸电池低1700元/年，若全国500万个基站全部采用铁锂电池，则可节约85亿元备用电源费用。而从时间轴上看，第三年之后铁锂电池的累计使用成本就可低于铅酸电池。由于中国移动率先开启铁锂电池招标，未来联通电信也有望跟进。
磷酸铁锂电池的增长逻辑在动力电池上已经有所验证，如今在5G时代的通信基站储能上，铁锂电池将发挥更大的作用。而铁锂的未来并不止步于此，随着锂电池成本持续下降，铁锂电池有望在大储能领域彻底打开配套空间，广泛应用在发电侧、输配电侧和用电侧各行各业各领域。我们认为本轮铁锂电池产业链的复苏是技术升级和成本下降的必然结果，其他障碍在成本面前都不值一提。如果说动力领域采用铁锂是是成本导向的结果，那么在储能领域，采用铁锂是技术升级的必然，与动力领域三元电池对铁锂电池的压制的机制如出一撤。铁锂价格的下降和性能的提升为自身产业链打开了巨大的成长空间。
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