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磷酸鐵鋰電池和三元電池最主要的區(qū)別是什么

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年05月23日  

        要想搞清楚究竟哪種電池更好,我們應(yīng)該先對(duì)這兩者的區(qū)別有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解。


  所謂磷酸鐵鋰電池,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,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫,安全穩(wěn)定性強(qiáng),價(jià)格便宜,循環(huán)性能更好的優(yōu)勢(shì)。


  而三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負(fù)極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰不同,三元鋰電池電壓平臺(tái)很高,這也就意味著在相同的體積或是重量下,三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充電、和耐低溫性能等方面,三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢(shì)。


  筆者一直認(rèn)為,技術(shù)并沒(méi)有好壞或是優(yōu)劣之分,只是適用于不同的產(chǎn)品或是環(huán)境。單論電池,也沒(méi)有所謂的誰(shuí)更好誰(shuí)更差。只是套用到實(shí)際使用場(chǎng)景中,三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池,更加適應(yīng)現(xiàn)在以及未來(lái)的家用電動(dòng)汽車。


  目前市面上較為常見的充電方式為恒流恒壓式充電。一般在充電開始時(shí)先采用恒流充電,此時(shí)的電流較大,充電效率相對(duì)更高。而在電壓達(dá)到一定數(shù)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一些。在這個(gè)過(guò)程中,恒流充電容量與電池總?cè)萘康谋戎担Q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(shù)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。


  從表中可以看出,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在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),磷酸鐵鋰電池恒流比例迅速降低,充電效率迅速降低。


  四、循環(huán)壽命可以放心


  對(duì)于家庭用車來(lái)說(shuō),三元材料和磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的額定循環(huán)壽命都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了實(shí)際用戶的使用習(xí)慣,因此在使用壽命上可以完全放心。以比克電池目前的高容量18650電池為例,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。由于筆者本身也是電動(dòng)汽車車主,全年僅有冬季最冷的1個(gè)多月,頻繁開暖風(fēng)的時(shí)候才能達(dá)到2天一充電,其余時(shí)間基本3-4天一充。假設(shè)全年平均3天一充電來(lái)計(jì)算,使用1年需要充大約6次電,循環(huán)壽命1000次使用完畢大約需要8年時(shí)間,這也基本超過(guò)了目前我國(guó)消費(fèi)者平均的換車周期。


  五、足夠安全的材料和工藝


  傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車中危害最大的部分是蘊(yùn)含巨大能量的燃料,像汽油這樣燃點(diǎn)低易爆炸的液態(tài)燃料一旦泄露就非常容易造成極大的安全隱患。而新能源汽車的動(dòng)力電池,經(jīng)過(guò)完善的電池管理系統(tǒng)(BMS)監(jiān)控,每一顆電池都能得到最準(zhǔn)確的控制,預(yù)防事故的產(chǎn)生。


  1、磷酸鐵鋰電池:是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。


  2、三元聚合物鋰電池:是指正極材料使用鋰鎳鈷錳三元正極材料的鋰電池,鋰離子電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。


  3、體現(xiàn)二者材料、用途、工藝的不同。


  電池是一種能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存的裝置它通過(guò)反應(yīng)將化學(xué)能或物理能轉(zhuǎn)化為電能。


  電池即一種化學(xué)電源,它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)極,兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中,當(dāng)連接在某一外部載體上時(shí),通過(guò)轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來(lái)提供能。


  磷酸鐵鋰電池和三元電池的材料體系不一樣,磷酸鐵鋰是3.2V電壓平臺(tái),循環(huán)壽命做到2000次以上,三元電池是3.6V電壓平臺(tái),循環(huán)壽命看不同的廠家,不同的型號(hào)和工藝,有一些做到500次循環(huán),有一些能做到1000次循環(huán)以上。鐵鋰電池的高溫性能好,三元電池的低溫性能好。安全性這一塊,鐵鋰的好一些。一些放電數(shù)據(jù),可以參考一下。


  以比克18650電池產(chǎn)品為例。在單體電芯工藝上,比克選擇在正負(fù)極分別配置保護(hù)添加劑和反應(yīng)性添加劑,阻止電解液分解導(dǎo)致的安全問(wèn)題。同時(shí)添加陶瓷隔膜和負(fù)極陶瓷涂層等安全防護(hù)手段,從根源控制事故的產(chǎn)生。此外,比克小型圓柱18650電池成組模式,每顆電池之間都保持足夠的安全距離,確保單顆電池的事故不會(huì)對(duì)其他電池造成影響。


  三元鋰電池正在主導(dǎo)未來(lái)的動(dòng)力電池市場(chǎng)


  在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,美國(guó)的特斯拉一直是國(guó)內(nèi)諸多車企的標(biāo)桿。而談到傳統(tǒng)車企研發(fā)新能源汽車的實(shí)力,寶馬i3的推出也成為了教科書般的典范。有趣的是,這兩款車都選擇了三元鋰電池作為動(dòng)力電池。反觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng),像江淮、比亞迪、北汽等不少汽車廠商也開始將旗下原本使用磷酸鐵鋰電池的車型換裝三元鋰電池。


  還是那句話:技術(shù)不分好壞,只有適合或者不適合。國(guó)內(nèi)外車企對(duì)于電池類型選擇的“不謀而合”也絕對(duì)不是巧合。相信在不久的將來(lái),電動(dòng)汽車的電池市場(chǎng)將會(huì)重新洗牌,三元鋰電池憑借其耐低溫、高能量密度、高充電效率不錯(cuò)的循環(huán)壽命以及更強(qiáng)的安全性等特性,也會(huì)在新的市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。


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