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三元锂电池与磷酸铁锂电池的特性是什么各有什么优缺点?
磷酸铁锂电池
优势:磷酸铁锂中的P-O共价键的键能很大,所以稳定性很强,不容易分解,高温或者过充都不会使其结构崩塌。正是因为其结构难以被破坏,所以共价键另一端的氧原子就会很老实,很难被氧化而释放。所以磷酸铁锂有很好的耐高温性,基本上温度到了500°C左右,也不会把P-O共价键破坏,释放出氧气来(满电状态下,磷酸铁锂电池要700°C左右才会发生热分解)。这就解释了为什么基于磷酸铁锂而来的刀片电池,在经过针刺后依然没有起火自燃。
劣势:磷酸铁锂因为其结构中相邻的FeO6八面体通过共顶点连接,这种结构使得其导电率低;同时,三维空间网状橄榄石结构的磷酸铁锂形成了一维的锂离子传输通道,限制了锂离子的扩散,所以它的充放电效率就受到影响。低温环境下,材料活性降低,能够发生移动的锂离子数量减少,因此磷酸铁锂在低温情况表现不佳。
三元锂电池
优势:凭借锰很强的结构支撑作用(三元材料结构不容易坍塌),搭配镍对正极材料能量的提高,在相同体积的情况下,三元材料具有的电量比磷酸铁锂更多。
此外,三元材料的另一个突出优点在于低温性能,客观的说,是由于磷酸铁锂的表现比较糟糕,才凸显了三元的低温表现。因为磷酸铁锂PO4极性太强,对Li束缚能力大,扩散系数就低。而三元材料则没有这个问题,因此在低温环境下,充放电受到的影响较小。
劣势:当然三元材料也有自己的缺点,三种元素本身不耐高温,极端情况下会释放氧分子,同时其自身的循环寿命也较磷酸铁锂有差距,由此可见三元也并不是全场景通吃。热稳定性确实是三元材料的一个痛点,元素结构使得其对氧的束缚低,这就需要在后天的电池设计中针对这个弱点加以特别关照,就好像车辆的保险杠一样。
三元电池好还是磷酸铁锂好?两者的区别及优缺点
; 目前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。那么,既然要竞争,必然有比较,新能源电池磷酸铁锂和三元哪个好呢?二者怎么区别呢?
能量密度
关于能量密度,这是一项影响新能源汽车续航表现的指数。在这一参数上,磷酸铁锂电池电芯能量密度大概只有110Wh/kg左右,而三元锂电池电芯能量密度普遍在200Wh/kg。也就是说,相同重量的电池,三元锂电池的能量密度是磷酸铁锂电池的1.7倍,三元锂电池能够为新能源汽车带来更长的续航。
安全性
新能源汽车有一点让车主谈之色变,那就是自燃,每年都有不少新能源汽车自燃的事故,归根到底,这与电池的稳定性有关。从这方面来说,磷酸铁锂电池是目前热稳定性最好的动力电池,在安全性上相较于三元锂电池有着绝对的优势。磷酸铁锂电池的电热峰值高达350°C,电池内部的化学成分需要达到500~600°C才会开始分解;而三元锂电池的热稳定性表现就很一般了,它在300°C左右就会开始分解。
温差效率
当然了,磷酸铁锂电池虽然耐高温,但三元锂电池耐低温性能更好,是制造低温锂电池的主要技术路线,在零下20C时,三元锂电池能够释放70.14%的容量,而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量;且由于在低温条件下,三元锂电池的放电平台远远高于磷酸铁锂电池电压平台启动也更快。
充电效率
这一方面,三元锂电池效率更高。锂电池充电是采用限流限压法,即在第一阶段做恒流充电,此时电流大,效率高。恒流充电达到一定电压后,进入第二阶段恒压充电,此时,电流小,效率低。因此,衡量二者充电效率就用恒流充电电量与电池总容量的比值,称为恒流比。实验数据表明,10°C以下条件充电时二者区别不大,但10°C以上会拉开距离,在20°C充电时,三元锂电池的恒流比是52.75%,磷酸铁锂电池的恒流比是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要优于三元锂电池,三元锂电池的理论寿命是2000次,但基本上到1000次循环时,容量衰减到60%。就算是业界较为优秀特斯拉,经过3000次也只能保持70%的电量,而磷酸铁锂电池经过相同循环周期,也还能有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;三元锂电池重量轻、充电效率高、耐低温。因此,二者差异产生的因时因地的各自适应性是双雄并存的原因所在。
三元锂电池的缺点是什么
三 元 锂电池又被为“三元聚合物锂电池”,指的是镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂作为正极材料的锂电池。由于三元锂电池体积更小、能力密度更高、耐低温,目前正广泛应用于新能源汽车上。
理论上来讲,三元锂电池寿命是2000次充放电循环,我们算作一天一充,也能维持5年多。不过实际上使用与理论还是有区别的,如果进行1000次充放电循环,实质上三元锂电池已经衰减了50%,也就是说充满电只能跑原来 里程 的一半。所以如何避免这种情况呢?随用随充,不要把电耗尽才去充电。另外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池衰减。
三元锂电池的一个较大缺点是受到撞击和高温时起火点较低。三元锂电池的缺点也导致采用了三元锂电池的新能源客车没有办法进入新能源车型目录,原因是安全性。三元锂电池热稳定性较差,在250-300℃高温就会产生分解,并且三元锂材料的化学反应尤其强烈,一旦释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,随即发生爆燃现象。所以对三元锂电池的保护要求很高,以防意外。
不过为了抑制此类事故,厂家也花费了很大功夫,在电池管理系统以及散热系统中加入过充保护、过放保护、过温保护、过流保护这些环节,实时监测电池状态,这些都是为了提高三元锂电池安全性所采用措施。
(图/文/摄: 齐贺松) @2019
三元锂电池的优缺点是什么
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
三元锂电池的优缺点是什么
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。理论上,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。如果进行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。
三元锂电池寿命是多久
三元锂电池的理论寿命是完全充放电的1200倍,即完全循环寿命。根据使用频率,每三天充放电一次,一年充放电120次,三元锂电池使用寿命达到10年左右。电池的使用寿命受驾驶员使用习惯、平时保养等多种因素影响,以实际使用情况为准。
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。
三元锂电池的使用寿命是根据使用到一定程度后容量衰减程度的比例来计算的,直接终止直至容量寿命为零。行业算法一般是三元锂电池充满电后放电一次,称为循环寿命。在使用过程中,锂电池内部不可逆的化学反应会导致电池容量下降,如使用不当,或温度极高或极低。 三元锂电池的优缺点是什么 三元锂电池寿命是多久 @2019
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。