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磷酸铁锂锂电池与三元锂电池性能对比

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浏览:- 发布日期:2017-07-12 20:00:00【

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在当今动力电池市场,主要以磷酸铁锂电池三元锂电池为主。二者主要的特性是能量密度与安全性的差异,能量密度关系到动力电池的续航能力,安全性也是动力锂电池最重要的指标之一。

那么我们就从能量密度与安全生、温度适应性、充放电效率四个方面分别介绍一下这两种锂电池间的区别与联系:

能量密度

磷酸铁锂电池的能量密度较三元锂电池相差很多,目前新能源汽车的补贴标准以电池包系统的能量密度为重要指标,政策规定 当电池系统能量密度超过120Wh/kg,就可以享受1.1倍的补贴,介于90Wh/kg和120Wh/kg之间只能享受1倍补贴。在此需要说明一下力朗电池生产的汽车动力电池包能量密度已达125Wh/kg。

磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90-120Wh/kg之间,而三元锂电池单体能量密度可以达到200Wh/kg左右,可见三元锂电池的能量密度优势较为明确,这也是近年内国内大量上线三元锂电池产线的原因所在,再加了日韩在三元锂电池技术方向上的坚持,为市场注入强有力的信心。

安全性

我们知道,就材料体系而言,三元锂电池正极材料的分解温度在200℃左右,磷酸铁锂电池正极材料的分解温度在700℃左右。实验室测试环境下短路磷酸铁锂电池单体,基本不发出现着火的情况,三元锂电池则不然,在使用三元锂电池时尤其要对热管理提出较高的要求。对于整车电池包来讲,安全措施更加完善与科学,通过BMS有效对锂电池进行管理,电池可以工作在安全的状态下。

温度适应性

我国幅员辽阔,气候复杂,从最北端的东北三省到最南端的海南诸岛温度变化非常丰富。以北京为例,作为电动汽车的主力市场,北京夏季最高温度在40℃左右,而冬季则基本保持在零下16℃左右,甚至更低。这样的温度区间显然适合低温性能更佳的三元锂电池。而注重耐高温性能的磷酸铁锂电池在北京的冬季会显得有些乏力。更何况,三元锂电池耐高温方面与磷酸铁锂相比,差距并不大。

三元锂电池与磷酸铁锂电池适应温度

图1 三元锂电池与磷酸铁锂电池适应温度

从上图中能够看出,以25℃为基准常温,两类电池在55℃高温下放电与常温25℃下放电,放电容量几乎没有差别。但在零下20℃时,三元锂电池与磷酸铁锂电池相比有比较明显的优势。

充放电效率

除了续航之外,充电也是电动汽车在实际使用中的重要环节,而三元锂电池在充电效率方面较磷酸铁锂电池有着非常大的优势。

三元锂电池与磷酸铁锂电池充电效率对比

图2 三元锂电池与磷酸铁锂电池充电效率对比

从表中可以看出,三元锂电池与磷酸铁锂电池在10C以下充电时,恒流比无明显差距,10C以上倍率充电时,磷酸铁锂电池恒流比例迅速降低,充电效率迅速降低。

磷酸铁锂与三元的市场之争,目前仍是平分秋色,各有所长。在电池技术日新月异不断革新的情况下,不久的将来迎来革命性的变化也在意料之中,技术已经成熟的三元锂电池与磷酸铁锂电池,凭借各自的优势在市场中都占有一席之地。

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