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三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好?
目前在新能源汽车上有两个主流的电池技术路线,磷酸铁锂电池和三元锂电池,虽然这两种电池在众多应用领域展开竞争,但是以在新能源汽车领域的竞争为主线,因为这是国内最大的锂电池应用场景,既然要竞争,必然有比较,电池性价比的比较通过车的价格就可以进行了,而从性能上比较三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好,就要通过设置条件,得出两种电池的实际参数来说明了。根据相关实验室、新能源汽车厂家、动力电池生产厂家的实验,虽然每家的测试不免存在具体参数上的细微差别,但对于两种电池性能优劣性的判断趋于一致。为此,我们取代表性的参数来进行比较。
1.客车选比亚迪、轿车选特斯拉。这说的是二者体积上的差别。从目前的技术来看,三元锂电池的能量密度普遍在200Wh/kg,未来可能达到300Wh/kg;而磷酸铁锂电池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg,个别的可以达到130~150Wh/kg,但要突破200Wh/kg难度很大。因此,三元材料动力电池可以比磷酸铁锂提供多出一倍的空间来,这一点对于空间有限的轿车很重要。特斯拉生产三元锂电池,比亚迪生产磷酸铁锂电池,故有"客车选比亚迪,轿车选特斯拉"之说。
2.同样因为能量密度大,重量也小很多,重量轻和占用空间小决定了三元锂电池新能源汽车耗电更少,因而速度更快,续航能力更强。所以,轿车选用三元锂电池可以跑的更远,而磷酸铁锂新能源汽车目前基本上还是用于城市大巴,因为一次续航不远,需要在不长的距离内有充电桩可以充电。
3.当然,客运大巴采用磷酸铁锂电池更核心的则是基于安全上的考虑。特斯拉轿车起火事故不止一起了,原因在于:特斯拉的电池组由7000块左右的18650三元锂电池组成,这些单位的电池或者整个电池组如有内部短路会产生明火,遇到极端的碰撞事故,短路引致起火。而磷酸铁锂的材料遇到短路则不会燃烧,耐高温性能比三元锂电池优越的多。
磷酸铁锂电池与三元里电池:不同类型新能源车的电池
说完了电池的情况,笔者认为对于新能源汽车的情况,还需要和大家简单介绍一下电池在车辆中的作用。毕竟购买纯电动汽车的消费者仍然占少数,更多朋友所关注的是混合动力汽车。而混合动力汽车严格来说可以分成三种:普通混合动力汽车,插电式混合动力汽车和增程式混合动力汽车。
上面三种汽车中电池容量的排列从小到大恰好是普通混合动力汽车<插电式混合动力汽车≤增程式混合动力汽车。普通混合动力汽车的电池不可充电,电池用于启动和急加速状态;插电式混合动力汽车的电池在普通混合动力汽车电池的基础上增大容量且可充电,具备更加出色的加速能力和省油能力;而增程式混合动力汽车的发动机用于驱动电机发电,更倾向于纯电动汽车。
这三种混合动力汽车模式各有利弊,在现阶段的主力也是以普通混合动力和插电式混合动力为主。正是因为三种混合动力汽车的特质均有对于电池寿命和工作环境的共同点,因此无论是购买采用何种模式的混合动力汽车,消费者都要留意相关的参数,如电池材质、使用环境和最佳工作状态等。与此同时,厂商也应该在设计过程中严格把控电池质量和相关安全设置,确保使用的安全高效。
关于磷酸铁锂电池与三元里电池的介绍到这里就结束了。新能源汽车的发展关键,同样是困扰着移动数码产品的关键--电池的发展。如何在安全的情况下保证电池技术能够满足消费者日益成长的需求,不仅是汽车科技相关行业人员,还是科研工作者在全领域的追求。
三元锂电池电池寿命
根据国家规定,电动汽车动力电池容量降低到新电池状态的80%以下,可视为动力电池使用寿命的终结。按照电池的标准,三元锂电池的寿命是由电池的循环次数决定的,三元锂电池的容量会随着充放电次数的增加而降低。在相关实验室中,三元锂电池以1C的充放电速率连续充放电。在1000次充电循环后,电池容量下降到新电池状态的80%。按照目前三元锂电池的技术水平,目前电动车常用的动力电池容量密度为260Wh/kg。按照这个能量密度,一年2万公里计算,按照浅充浅放,循环寿命至少1000次。如果使用得当,至少可以在电动车上使用5到8年。至于什么因素会影响三元锂电池的使用寿命,氢云链认为需要从电池本身的结构和用途来分析,比如电池材质、使用环境、最佳工作状态等。具体来说,在使用过程中,由于使用不当,锂电池内部会发生不可逆的电化学反应,导致容量降低。比如电池内部电解液分解,电池内部活性物质活性丧失,会直接导致三元锂电池寿命大幅下降。当然,电动汽车动力电池使用寿命的结束并不意味着电池不能充放电,而是电池此时的放电量远低于新电池。如果继续使用,会给用户带来很差的用车体验。因为动力电池的使用寿命标准是几年前制定的,当时电池容量小,电动车续驶里程短,衰减在新电池的80%以下。真的感觉续航里程缩短了很多。比如本来续航里程200公里,电池衰减到80%。行驶160公里就要充电了。目前电动车续驶里程已经很高,降低20%对用户的用车感受并没有那么大的影响。
新能源三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好
磷酸铁锂离子电池的能量密度远不及三元锂离子电池,但其安全性普遍被认为要好于三元锂离子电池。
磷酸铁锂动力锂电池的理论能量密度有限,磷酸铁锂离子电池包单体能量密度为120Wh/kg,成组后能量密度为80Wh/kg,因此,现在公司正在积极研发能量密度更高的磷酸铁锰锂材料新型动力锂离子电池。
相比之下,三元电池能量密度较高,三元锂离子电池单体能量密度为180Wh/kg,成组后110Wh/kg,相应的市场优势明显。因此在能量密度方面,三元锂离子电池优于磷酸铁锂离子电池。
安全性上来讲,磷酸铁锂离子电池包比三元锂离子电池更具有优势。原因在于三元材料中镍钴铝18650电池超过180℃就会自加热,起火后很难控制,而磷酸铁锂材料到250℃才会发生放热现象。总的来说三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。
使用电池禁忌
1、常常快速充电。许多新能源车适用快速充电方式,因此 很多司机会挑选快速充电,在短期内给车载充电器进一定用电量,以确保安全一切正常行车。快速充电是个好作用,可是常常应用快速充电会减少电池的复原工作能力,进而降低蓄电池充电的反复频次,对电池导致一定损害。
2、超低温长期放置。现阶段市场再售的新能源车电池关键分成三元锂电池和磷酸铁锂电池二种,尽管他们在应对超低温时主要表现各不相同,可是不管哪一种电池技术性,应对超低温自然环境时都存有电池衰减的状况。
3、常常低电量模式电池充电。因为磷酸铁锂电池是不会有电池记忆性,因此纯电动车就像是大家智能机一样,随时使用随用,尽可能不要再把用电量耗光在电池充电。
三元锂电池的优缺点
三元锂电池的优点是:体积更小,容量密度更高,耐低温,循环性能更好,是新能源乘用车的主流。缺点:热稳定性差,在250-300℃会分解,三元锂材料的化学反应特别强烈。一旦释放出氧分子,电解液就会在高温作用下迅速燃烧,进而发生爆燃。
三元锂电池又称“三元锂聚合物”,是指以锰酸镍钴或铝酸镍钴为正极材料的锂电池。三元锂电池因其体积更小、容量密度更高、耐低温等优点,被广泛应用于新能源汽车。比如我们熟知的特斯拉,它的所有车型都使用三元锂电池。
三元锂电池的寿命是2000次充放电循环,如果我们把它算作一天一次充电,可以持续五年以上。但是,实际上,使用和理论还是有区别的。
进行1000次循环充放电,其实三元锂电池已经衰减了50%,也就是说充满电后只能跑原来里程的一半。那么如何避免这种情况呢?用的时候充电,没电了再充电。此外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池的衰减。
刀片电池和三元锂电池对比
刀片电池与三元锂电池虽然同属锂离子电池,但它们的正极材料完全不同。
刀片电池的正极是磷酸铁锂,它属于磷酸铁锂电池范畴,而三元锂电池的正极是由镍钴锰或镍钴铝三种材料按一定配比组成的,正极材料不同,是刀片电池和三元锂电池最大的区别。
刀片电池作为磷酸铁锂电池的一种,在质量能量密度方面与三元锂电池有着一定的差距。
目前三元锂电池成组后的质量能量密度可达180Wh/kg,而刀片电池的系统能量密度只有140Wh/kg,不过刀片电池由于采用了阵列的方式排布,可实现系统能量密度提升50%,因此能使电动汽车通过携带更多电池方式来实现电池增容,使续驶里程得以进入600公里俱乐部。
刀片电池在造价成本方面比三元锂电池更低,由于刀片电池本身可承担机械压强作用,所以电池的制作工艺更加简单,电池材料更少,人工费用也更低,制造成本可比传统磷酸铁锂电池降低30%。
2019年三元锂电池包成本在每瓦时1-1.2元左右,磷酸铁锂电池包的成本为0.85元左右,刀片电池比传统磷酸铁锂电池降本30%。
三元锂电池能量密度
能量密度关于能量密度,这是一个影响新能源汽车续航表现的指标。在这个参数上,磷酸铁锂电池电芯的能量密度只有110Wh/kg左右,而三元锂电池电芯一般是200Wh/kg。换句话说,同样重量的电池,三元锂电池的能量密度是磷酸铁锂电池的1.7倍,可以给新能源汽车带来更长的续航时间。安全新能源汽车有一点让车主谈色变,那就是自燃。每年都有很多新能源汽车自燃的事故。归根结底,这和电池的稳定性有关。在这方面,磷酸铁锂电池是目前热稳定性最好的动力电池,在安全性上比三元锂电池有绝对优势。磷酸铁锂电池的电热峰值高达350°C,电池内部化学成分需要达到500~600°C才开始分解。但是三元锂电池的热稳定性很一般,300℃左右就会开始分解。温差效率当然,磷酸铁锂电池虽然耐高温,但是三元锂电池的耐低温性能更好,这是制造低温锂电池的主要技术路线。在零下20C,三元锂电池可以释放70.14%的容量,而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量。而且因为在低温下,三元锂电池的放电平台远高于磷酸铁锂电池的电压平台,启动更快。充电效率一方面,三元锂电池效率更高。锂电池采用限流限压法充电,即第一阶段恒流充电,此时电流大,效率高。恒流达到一定电压后,进入第二阶段恒压充电。此时电流小,效率低。所以衡量两者的充电效率,用的是恒流充电容量与电池总容量的比值,称为恒流比。实验结果表明,10°C以下充电时两者差别不大,10°C以上充电时距离会拉大,20°C充电时三元锂电池恒流比52.75%,磷酸铁锂电池恒流比10.08%,前者是后者的5倍。循环寿命磷酸铁锂电池的循环寿命优于三元锂电池。三元锂电池理论寿命为2000次循环,但基本达到1000次循环时,容量下降到60%。即使是业内优秀的特斯拉,3000次循环后也只能保持70%的电量,而磷酸铁锂电池同样的循环后仍能有80%的容量。写在最后相比之下,磷酸铁锂电池安全、寿命长、耐高温;三元锂电池具有重量轻、充电效率高、耐低温等优点。所以,两者差异的各自适应性,才是两种雄性共存的原因。