磷酸鐵鋰和三元鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么?
現在新能源汽車(chē)電池主流使用的是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,選購時(shí),該選擇哪個(gè)呢?從磷酸鐵鋰和三元鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)分析講解:選購電動(dòng)汽車(chē)是三元鋰離子電池還是磷酸鐵鋰離子電池?
要想搞清楚究竟哪種電池更好,我們應該先對這兩者的差別有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解。
一、磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池概述
磷酸鐵鋰離子電池,就是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類(lèi)電池的特點(diǎn)是不含貴重金屬元素(比如鈷等)。由于不含有貴重金屬材料,磷酸鐵鋰離子電池的原材料成本就可以被壓縮的非常低廉。在實(shí)際使用中,磷酸鐵鋰離子電池具有耐高溫,安全穩定性強,價(jià)格便宜,循環(huán)性能更好的優(yōu)勢。
三元鋰離子電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負極材料的鋰離子電池。與磷酸鐵鋰不同,三元鋰離子電池電壓平臺很高,這也就意味著(zhù)在相同的體積或是重量下,三元鋰離子電池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充電、和耐低溫性能等方面,三元鋰離子電池也有很大的優(yōu)勢。
其實(shí)電池技術(shù)并沒(méi)有絕對的好壞或是優(yōu)劣之分,只是適用于不同的產(chǎn)品或是環(huán)境。套用到實(shí)際使用場(chǎng)景中,三元鋰離子電池相比磷酸鐵鋰離子電池,更加適應現在以及未來(lái)的家用電動(dòng)汽車(chē)。
為何三元鋰離子電池更適合家用電動(dòng)汽車(chē)?
1、低溫放電性能更好
我國幅員遼闊,氣候復雜,從最北端的東北三省到最南端的海南諸島溫度變化非常豐富。以北京為例,作為電動(dòng)汽車(chē)的主力市場(chǎng),北京夏季最高溫度在40℃左右,而冬季則基本保持在零下16℃左右,甚至更低。這樣的溫度區間顯然適合低溫性能更佳的三元鋰離子電池。而重視耐高溫性能的磷酸鐵鋰離子電池在北京的冬季會(huì )顯得有些乏力。
相對25℃容量是指不同溫度條件下放電容量與25℃時(shí)放電容量的比值。該數值能夠準確反映出電池在不同溫度條件下續航的衰減,越接近100%,電池表現越好。
有試驗數據表明,磷酸鐵鋰和三元鋰電池這兩類(lèi)電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電,放電容量幾乎沒(méi)有差別。但在零下20℃時(shí),三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池相比有比較明顯的優(yōu)勢。
2、能量密度更高
根據國內三元材料相關(guān)的資料,18650電池的能量密度已經(jīng)達到了232Wh/kg,后續將會(huì )進(jìn)一步提高至293Wh/kg。而相比之下,目前國內主流的磷酸鐵鋰離子電池能量密度也僅達到150Wh/kg左右,據國內電池行業(yè)專(zhuān)家剖析,未來(lái)幾年之內,磷酸鐵鋰離子電池的能量密度能夠達到300Wh/kg的希望非常渺茫。
不同于體積龐大的電動(dòng)巴士,關(guān)于家用電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),空間永遠是第一位的。能量密度較低的磷酸鐵鋰離子電池將會(huì )占據原本就不多的汽車(chē)空間,并且由于更重的質(zhì)量,在使用時(shí)的放電續航也會(huì )受到比較大的影響。相對而言能量密度較高的三元鋰離子電池在解決重量問(wèn)題的同時(shí)也為家庭用車(chē)節省出了空間。
3、充電效率更高
除了續航之外,充電速度也是電動(dòng)汽車(chē)在實(shí)際使用中的重要環(huán)節,而三元鋰離子電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰離子電池有著(zhù)非常大的優(yōu)勢。
目前市面上較為常見(jiàn)的充電方式為恒流恒壓式充電。一般在充電開(kāi)始時(shí)先采用恒流充電,此時(shí)的電流較大,充電效率相對更高。而在電壓達到一定數值之后,降低電流改為恒壓充電,這樣可以讓電池充的比較滿(mǎn)一些。在這個(gè)過(guò)程中,恒流充電容量與電池總容量的比值,稱(chēng)為恒流比。它是衡量一組電池在充電過(guò)程中充電效率的關(guān)鍵數值。通常百分比越大說(shuō)明在恒流階段充入的電量越高,也就證明該電池的充電效率更高。
有數據試驗表明三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池在10C以下充電時(shí),恒流比無(wú)明顯差距,10C以上倍率充電時(shí),磷酸鐵鋰離子電池恒流比例迅速降低,充電效率迅速降低。
4、電池循環(huán)壽命可以放心
關(guān)于家庭用車(chē)來(lái)說(shuō),三元材料和磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的額定循環(huán)壽命都遠遠超過(guò)了實(shí)際用戶(hù)的使用習慣,因此在使用壽命上可以完全放心。從試驗數據理論上來(lái)講,三元鋰電池在充放電循環(huán)1000次之后,電池容量依然能夠保持在最初的90%以上,而磷酸鐵鋰電池則在相同的條件下,可以做到2000次循環(huán)后,電池容量依然能夠保持在最初的90%以上。在這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰具有更好的優(yōu)勢。
5、材料和工藝的安全性比較
從電池生產(chǎn)制造的原材料上來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰在生產(chǎn)制造成本方面比三元鋰電池更加低,有更大的優(yōu)勢;而在耐高溫性能方面,磷酸鐵鋰電池可以耐的高溫要比三元鋰電池更加高,讓其在使用過(guò)程中溫控更具有優(yōu)勢。