详细介绍三元锂电池与磷酸铁锂电池的性能和优缺点
来源：宝鄂实业
2019-07-17 15:23
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三元锂电池的电压平台高，电压平台是电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本，因此对电池材料的选用有重要的意义。电压平台越高，同样体积、重量 、甚至同样安时的电池，电压平台较高的三元材料锂电池续航里程更远。此外，能量密度和振实密度也高。
有优点同时也存在极大的弊端。三元锂电池在安全性能、耐高温性能、寿命长短、功率放电效果等方面存在短板。三元锂电池对温度的敏感度较高，在200度左右就会发生分解，而磷酸铁锂材料是在800度左右。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。
简单而言，就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。
正因为三元锂材料有这样的安全隐患，所以厂商也在努力往抑制产生事故的方向走。根据三元锂材料容易热解的特性，厂商在过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）这几个环节上都会下不少的功夫。
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磷酸铁锂电池
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。
磷酸铁锂电池的特点是不含钴等贵重元素，因此原材料成本就可以被压缩的非常低廉，且磷、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中（3.2V）、单位重量下电容量大（170mAh/g）、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。
磷酸铁锂电池具有以下几个优点：
✔ 更高的安全性
✔ 更长的使用寿命
✔ 不含任何重金属和稀有金属（原材料成本低）
✔ 支持快速充电
✔ 工作温度范围广
当然，磷酸铁锂电池存在一些性能上的缺陷，如振实密度与压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低；低温性能差，在低温条件下，电池的电量衰减速度大大加快，这对于我国幅员辽阔，冬天低气温比较多的情况下影响比较大。
三元锂电池与磷酸铁锂电池各具有优缺点，目前市面上的主机厂偏向于选择使用三元锂电池，少部分主机厂也选择使用磷酸铁锂电池。有风险同时也存在压力，纵然三元锂电池存在不少弊端，厂商门也在努力提升三元锂电池的技术条件。三元锂电池取决于自身能量密度更大的优势，在未来的电池行业和新能源汽车行业有望成为主电池动力。磷酸铁锂电池的特点在于安全性高，高倍率充放电特性和较长的循环寿命。文献显示，在充电条件为1C倍率充电至3.65V，然后转恒压至电流下降到0.02C，之后以1C倍率放电至截止电压2.0V，循环1600次之后电池容量仍有初始容量的80%。
PS：充放电倍率=充放电电流/额定容量；例如：额定容量为100Ah的电池用20A放电时，其放电倍率为0.2C。电池放电C率，1C,2C,0.2C是电池放电速率：表示放电快慢的一种量度。所用的容量1小时放电完毕，称为1C放电；5小时放电完毕，则称为1/5=0.2C放电。一般可以通过不同的放电电流来检测电池的容量。对于24AH电池来说，2C放电电流为48A，0.5C放电电流为12A。
20Ah磷酸铁锂电池的循环性能
其充放电特性也较为稳定，以0.5C、1C、3C不同倍率放电时，放电容量下降不到5%，电压在放电过程中有着较大的稳定平台，大倍率放电情况下的稳定性关系着电动车在急加速、高速等大功率需求工况下的性能表现，电压越稳定，车辆性能表现也越好，另外，这也可以解释为什么电动车高速行驶时续航能力会减弱，电池在大功率输出时，实际放电容量会缩小。
20Ah磷酸铁锂电池不同倍率放电性能
磷酸铁锂电池也拥有良好的快充特性，3C倍率充电条件下，15分钟可以充电55%，30分钟充个电容量超过95%。注意这是实验室条件，另外仅仅只是一块20Ah，3.65V标称电压的单电池，与车用400V左右电压100Ah及以上容量的电池组不能相提并论，两者的充电功率相差百倍以上。
