三元锂电池和磷酸铁锂电池相比哪种更安全？

　三元锂电池和磷酸铁锂电池各自特性不同，主要矛盾集中在“能量密度”和“安全性”上。三元锂电池能量密度更大，但安全性经常受到怀疑。磷酸铁锂电池虽然能量密度小，但大家说它更安全。

　　所谓“安全性”的差异，主要还是在正极材料上。

这两种材料都会在到达一定温度时发生分解，三元锂材料会在200度左右发生分解。并且三元锂材料的化学反映更加剧烈，会释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应。而磷酸铁锂晶体中的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。磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃，工作温度范围宽广（-20C--+75C），有耐高温特性。而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。有报告指出，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象。虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。说简单点，就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。注意，我们这里提到的只是“材料”。

寿命的改善：磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。

长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，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。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，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。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。

大容量：具有比普通电池（铅酸等）更大的容量。5AH-1000AH（单体）

无记忆效应：可充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。

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。

环保：该电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规定，为绝对的绿色环保电池证。所以锂电池之所以被业界看好，主要是环保考量，因此该电池又列入了“十五”期间的“863”国家高科技发展计划，成为国家重点支持和鼓励发展的项目。随着中国加入WTO，中国电动自行车的出口量将迅速增大，而进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池。

　　从总的趋势来看，国内车企乘用车纷纷转向使用三元锂电池，包括北汽、比亚迪、江淮等。相应的供应商也在加速三元锂电池的生产，比如亿纬锂能在半年报中透露，二期工厂将主要生产三元锂电池。

 

　　至于磷酸铁锂电池，越来越多的活跃在电动客车市场。去年11月，磷酸铁锂电池的电动大巴装机量占到了64.9%，三元锂电池装机量只有27.6%。相反，在纯电动乘用车市场，三元锂电池在去年11月的装机量超过76%。

 

　　问题不在于用哪种电池

　　我们前面提到的，只是三元锂材料和磷酸铁锂材料特性的差异。而最终决定安全性的，是整个动力电池系统。

 

　　由于锂电池的特性，所以必须要有BMS（BatteryManagementSystem）。主要功能包括过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）等功能，一旦发生意外，能够立刻切断电流。

 

　　如果电池热解了，先得问问BMS是不是合格的。

　　所以单纯认为三元锂电池不安全，是不太合适的。三元锂材料容易热解，但是不代表三元锂电池不安全；磷酸铁锂材料不易热解，但是不代表磷酸铁锂电池就是安全的。

　　动力电池的安全，是一个系统问题，不只是材料的原因。从之前的纯电动客车自燃事故来看，有三元锂电池，也有磷酸铁锂电池。但事故并不能说明某种电池是失败的，涉及因素太多了，燃油车自燃也数不胜数。

　　其实，我们更应该关注的是如何阻止失效电池单体危害其他单体，受工艺水平限制，不可能把所有电池单体一致性保持在100%。

　　振华新能源总经理李树军在最近的GNEV大会上就认为，高能量密度材料的使用，面临鞭炮还是手雷的选择。所以，务实的做法是关注模块安全，而它的重点是失效隔离与安全保护。单体失效是无法避免的现象，但可以通过对单体进行控制，来预防模块失效。

　　其实，技术是可以解决材料天生缺陷的，而通过政策来干预技术的发展是值得考量的。

　　在一个汽车工程师的微信群里，有过一个观点：电动车着火不是坏事，甚至早出事比晚出事好。问题的关键不在于使用哪种电池，而是在于我们的电动车增速太快了，由此带来大量的低质产品，这些才是真正的安全隐患。目前，我国磷酸铁锂电池原材料丰富，市场价格相对稳定。在新能源汽车补贴大幅缩减的环境下，整车企业选择成本较低的磷酸铁锂电池，利润空间是比较可观的。在新能源汽车逐步市场化的情况下，磷酸铁锂电池的成本优势将成为其与三元电池竞争最有利的武器。

 

 

 

实际上，除了磷酸铁锂电池有着明显的成本优势，可以缓解新能源车企补贴退坡带来的成本压力。另一方面，因磷酸铁锂在安全和循环性能上的优势，国内不少动力电池企业也一直在加大技术研发力度，不断突破磷酸铁锂能量密度“瓶颈”，使其安全、循环性能等优势也得以更好地发挥，也为其开拓了更多的应用场景。