三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池的特点和优劣势详解

发布日期:2022-05-23

核心提示:动力蓄电池包括锂离子动力蓄电池、金属氢化物/镍动力蓄电池等。锂离子动力蓄电池通常简称为锂离子电池,锂离子电池是新能源汽车
动力蓄电池包括锂离子动力蓄电池、金属氢化物/镍动力蓄电池等。锂离子动力蓄电池通常简称为锂离子电池,锂离子电池是新能源汽车动力锂电池的重要品类,近年来在市场上占有重要的地位和份额。
 
磷酸铁锂离子电池:

循环寿命长安全性好

磷酸铁锂电池(LiFePO4),是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特点是不含钴等贵重元素,原料价格低,磷、铁的含量十分丰富。LFP电池的工作电压适中(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。
 
1、高倍率充放电特性和较长的循环寿命。据文献显示,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%。
 
2、拥有良好的快充特性。可大电流2C快速充放电,在专用充电器下1.5C充电40分钟内即可将电池充满,启动电流可达2C;在3C倍率充电条件下,LFP电池15分钟可以充电55%,30分钟达到电容量95%以上。
 
3、安全性好。LFP的化学性质稳定,高温稳定性好,700-800℃才会开始发生分解,且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子,不会出现剧烈的燃烧。
 
4、大容量。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。
 
5、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。
 
6、环保。磷酸铁锂电池无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。
 
7、缺点是其性能受温度影响大。尤其是在低温环境下,放电能力和容量均会大幅度降低。能量密度较低,只有120Wh/kg。
 
磷酸铁锂电池应用范围:
 
数据中心、机房系统、通信基站、应急电源、汽车启动、改装车辆、工业设备、医疗设备、储能领域等等。锂电池储能领域将是锂电池最大的应用市场。
 
三元锂离子电池:
 
耐低温能量密度大
 
三元聚合物锂电池,是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,即含有镍、钴、锰三种元素的过渡金属嵌锂氧化物符合材料正极的锂离子电池。这种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三种材料的优点,形成了三种材料三相的共熔体系,由于三元协同效应其综合性能优于任一单组合化合物,重量能量密度能够达到200Wh/kg。
 
1、三元锂离子电池电压平台很高,在相同的体积或是重量下,三元锂离子电池的能量、功率更大。此外,在大倍率充电和耐低温性能等方面,三元锂离子电池有很大的优势。
 
2、三元锂电池的能量密度会比磷酸铁锂电池要高。如果是相同的功率,三元锂电池的体积会比磷酸铁锂电池体积小一倍左右。三元锂电池大多数也用作18650电池上,特斯拉也常用这种电池,而大巴车则常用磷酸铁锂电池。
 
3、三元锂离子电池的安全性相对略差。热稳定性较差,250-300℃就会发生分解,遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着,出现的热量进一步加剧正极分解,在极短的时间内就会爆燃。
 
两款锂离子电池各有优缺点,适合自己才是最重要的
 
相比三元锂离子电池,磷酸铁锂电池的安全性和稳定性更强,循环寿命更长,仅在能量密度和续航里程方面略逊一筹。三元锂电池正极中含镍、钴、锰仨元素组成的“三元前驱体”,因此在电池能量密度方面具有性能优势的同时,受关键材料价格上涨的影响也较大。而磷酸铁锂电池中不含有镍和钴,原材料供应更加稳定,比三元锂电池具有更强的成本优势。
 
总的来讲,两种电芯的锂电池组各有优缺点,在未来很长的一段时间内,三元锂电池和磷酸铁锂电池两种技术路线将双线并行,也没有所谓的谁更好谁更差,适合自己才是最重要的。
 
厦门倍特立科技集团有限公司旗下拥有BETTER与WELLPACK两个主要品牌,分别主营铅酸电池、锂电池两大事业版块,打造铅酸电池全资源与锂电池之间的专业衔接。公司在为客户提供电池生产设备、成品电池、相关原材料/辅料/配件、电池生产技术输出等业务的同时,还专注于研发、生产和销售各种中高端锂离子电池,以及锂电池多元化定制应用解决方案的开发,应用范围涵盖消费类电子、玩具、电动工具、汽车、电动车、储能系统等领域。
 

 
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