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磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池的性能對比

來源:存能電氣  日期:2019-05-14 09:53  瀏覽量:

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池的性能對比。在當今動力電池市場,主要以磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池為主。雖然兩者均屬于二次電池,都可以反復進行充放電使用,但由于材料的差異,在最終反映到使用層面的性能還是有比較大的差別。

  磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池的性能對比

  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。磷酸鐵鋰電池組具有耐高溫,安全穩定性強,價格便宜,循環性能更好的優勢。

  三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰電池組不同,三元鋰電池電壓平臺很高,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勢。

磷酸鐵鋰電池組.jpg

  1.能量密度與續航里程對比

  相較于磷酸鐵鋰電池組,三元鋰電池的能量密度大,電壓更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車子跑的距離也就更遠,速度也能更快。特斯拉ModelS充滿電的續航里程為400多公里。北汽EV200采用了來自韓國SK生產的三元鋰電池,理論巡航里程達到200km,而它的前輩車型EV150則采用了磷酸鐵鋰電池,續航里程僅為150km。

  相比之下,目前國內主流的磷酸鐵鋰電池能量密度也僅達到150Wh/kg左右。據國內電池行業專家剖析,未來幾年之內,磷酸鐵鋰電池組的能量密度能夠達到300Wh/kg的希望非常渺茫。

  2.空間占用對比

  對于體積龐大的電動巴士而言,空間占用影響較小。但對于家用電動汽車來說,空間占用就顯得比較重要了。能量密度較低的磷酸鐵鋰電池組將會占據原本就不多的汽車空間,并且由于更大的重量,在使用時的放電續航也會受到比較大的影響。相對而言,能量密度較高的三元鋰電池在解決重量問題的同時也為家庭用車節省出了空間。

  3.低溫放電性能對比

  以25℃為基準常溫,兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電,放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池組相比有比較明顯的優勢。

  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,作為電動汽車的主力市場,北京夏季最高溫度在40℃左右,而冬季則基本保持在零下6℃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電池。而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北京的冬季會顯得有些乏力。

  4.充電效率對比

  除了續航之外,充電也是電動汽車在實際使用中的重要環節,而三元鋰電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰電池組有著非常大的優勢。三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在100以下Ah充電時,恒流比無明顯差距,100以上Ah充電時,磷酸鐵鋰電池恒流比例迅速降低,充電效率迅速降低。

  5.成本對比

  相較于磷酸鐵鋰電池而言,三元電池需要用到更多的貴金屬,最主要的就在于鈷礦石。其實咱們國家的鋰礦、氧化鐵磷酸鹽儲量豐富,制造磷酸鐵鋰電池有優勢。而我國缺乏鈷礦,制造必須采用鈷元素的三元鋰電池會有些困難。

  在早期階段,發展磷酸鐵鋰電池組是很現實的。比如2015年國內主流的電池廠商生產的都是磷酸鐵鋰電池。當時,市面上采用三元鋰電池的電動車,動力電池基本都是國外品牌產品(日本松下,韓國SK等),價格也相應要比采用磷酸鐵鋰電池的車型貴一些。

 ?、堆h壽命對比

  對于家庭用車來說,三元材料和磷酸鐵鋰動力電池的額定循環壽命都遠遠超過了實際用戶的使用習慣,因此在使用壽命上可以完全放心。假設新能源汽車平均2-4天一充電,取中間值平均3天一充電來計算,使用1年需要充大約120次電,循環壽命1000次使用完畢大約需要8年時間,這也基本超過了目前我國消費者平均的換車周期。

  磷酸鐵鋰電池與三元電池的市場之爭,目前仍是平分秋色,各有所長。對比之下,三元鋰電池的確有著更優于磷酸鐵鋰電池的特質,但是目前隨著新能源它的發展卻受到了阻礙,但是總得來說三元聚合物鋰電池更好。

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