本文目录一览:
- 1、磷酸铁锂电池与三元锂电池性能对比
- 2、磷酸铁锂电池和三元锂电池哪个好?有什么区别?
- 3、三元里电池与磷酸铁锂电池区别是什么?
- 4、磷酸铁锂电池和三元锂电池哪一个好,为什么?
- 5、三元VS磷酸铁锂?谁才是国内动力电池的“一哥”?
磷酸铁锂电池与三元锂电池性能对比
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。
磷酸铁锂电池和三元锂电池哪个好?有什么区别?
磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素(比如钴等)。在实际使用中,磷酸铁锂电池具有耐高温,安全稳定性强,价格便宜,循环性能更好的优势。原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富。代表车型有:比亚迪e6、比亚迪秦、比亚迪唐等。
三元锂电池是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。一般是采用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂三元正极材料的锂电池,把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整,所以称之为“三元”,包含了许多不同比例类型的电池。三元材料的电压平台比磷酸铁锂高,,电压平台越高,比容量越大,在相同的体积或是重量下,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航里程更远。在大倍率充电、和耐低温性能等方面,三元锂电池也有很大的优势。但是三元锂电池所必需的钴元素在我国储量较少,大部分靠海外进口,受到市场波动影响非常大,所以三元锂电池的成本会比较高。代表车型有:北汽新能源EV200、北汽新能源EU260、特斯拉Model 3 ( 参数 | 询价 | 图片 ) 等。
磷酸铁锂电池和三元锂电池使用寿命
从电池的使用寿命来说,磷酸铁锂在循环使用率上与三元锂电池会更加的有优势,在实验条件下,磷酸铁锂电池循环5000次剩余容量百分之八十四,三元锂电池循环3900次剩余容量百分之六十六,循环寿命方面进行比较,磷酸铁锂电池优势更明显。在循环寿命上,磷酸铁锂电池相较于三元锂电池,真实寿命要长许多,在同等循环次数下,磷酸铁锂电池的剩余容量也比三元锂电池多不少。
低温条件下(气温低于-10℃以下),磷酸锂电池衰减得非常快,经过不到100次充放电循环,电池容量将下降到初始容量的20%,基本与寒冷地区的使用绝缘了;而三元锂电池的低温性能优异,在-30℃条件下可保持正常电池容量,更适应北方低温地区的使用条件。
磷酸铁锂电池和三元锂电池安全性能
高温条件下,三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解,产生剧烈的化学反应,释放出氧原子,并在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象。磷酸锂电池的分解温度在800℃,更不容易着火,对于温度的适应性安全性相对较高。这两种电池都会在到达一定温度时发生分解,磷酸铁锂电池的分解温度要高于三元锂电池,但是这并不能判定三元锂电池的安全性就差,动力电池系统的安全性设计是可以通过动力连接结构、热管理设计、电池管理系统等多个方面系统进行提升,厂商在过充保护、过放保护、过温保护、过流保护这几个环节上都可以加强提升,让安全措施设计的更加完善与科学,这样也能让电池工作处于安全状态下。三元锂电池相比磷酸铁锂电池,更加适应现在以及未来的家用电动汽车。
选择哪个类型的电池对于消费者来说,主要是看电池的续航里程更远、寿命更长、更加安全这些问题。磷酸铁锂电池优点是更高的安全性、更长的使用寿命、原材料成本低、支持快速充电、工作温度范围广,稳定性是目前车用锂电池中最好的,缺点是能量密度较三元锂电池仍有不小的差距,当温度低于-10℃的时候,充电效率有所降低,及在温度过低的情况下,会影响电池的电容,磷酸铁锂电池应用的车型,不适合在北方行驶,尤其是东北等极寒地带;三元锂电池优点是能量密度高,循环性能好,更适合未来新能源汽车电池的发展趋势,适合北方天气,低温时电池更加稳定。缺点是由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,进而引发危险,但这个问题可以通过多方面系统进行提升改善安全性,目前造价较高。对比之下,三元聚合物锂电池有着磷酸铁锂电池不可比拟的高能量密度、耐低温等特性,更优于磷酸铁锂电池的特质,在新能源汽车发展的未来,三元锂电池解决掉安全和成本问题,可以作为未来汽车新能源存储设备的。
三元里电池与磷酸铁锂电池区别是什么?
三元锂电池与磷酸铁锂电池区别表现在:安全性方面、低温放电方面、充电效率方面、循环寿命方面。
1、安全性方面
磷酸铁锂正极材料本身的热稳定性就比三元锂要好,在500摄氏度以内,都有着极高的稳定性,超过800摄氏度时才有发生热失控。相比之下,三元锂电池在300摄氏度左右就开始溶解了。
2、低温放电方面
在零下20摄氏度,三元锂电池与磷酸铁锂电池相比有比较明显的优势。
3、充电效率方面
在充电效率上,三元锂电池优势比较大。三元锂电池与磷酸铁锂电池在十倍率以下充电时,恒流比无明显差距,十倍率以上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。
4、循环寿命方面
磷酸铁锂电池循环寿命在3500次以上,部分达到5000次。而三元锂电池测试循环寿命在2500次左右。磷酸铁锂电池比三元锂电池的真实寿命要长许多。
磷酸铁锂电池和三元锂电池哪一个好,为什么?
磷酸铁锂电池组和三元锂电池哪个寿命更长
磷酸铁锂电池循环5000次剩余容量百分之八十四,三元锂电池循环3900次剩余容量百分之六十六,循环寿命方面进行比较,磷酸铁锂电池组优势更明显。
如果把剩余容量/初始容量=80%作为测试结束点,目前磷酸铁锂电池实验室1C循环寿命在3500次以上,部分达到5000次,而三元锂电池实验室1C循环寿命在2500次左右。
在循环寿命这一个点上,磷酸铁锂电池组相较于三元锂电池,真实寿命要长许多。在同等循环次数下,磷酸铁锂电池的剩余容量也比三元锂电池多不少。
除了在循环寿命方面这两者电池有着较大的差距,在安全性能方面,两者也有不同。
磷酸铁锂电池组和三元锂电池安全性能比较
从材料体系方面来进行比较,磷酸铁锂电池组的正极材料分解温度在700摄氏度左右,三元锂电池的正极材料分解温度在200摄氏度左右。
在实验室的测试环境下,短路的磷酸铁锂电池单体,基本不会有着火的情况出现。而三元锂电池则不一样,会更容易出现着火的情况,所以三元锂电池对于热管理的要求较高,而磷酸铁锂电池组对于温度的适应性更高也更安全。
磷酸铁锂寿命长,循环寿命长(2000-5000)次,但是成组后的铁锂一致性较差,很难达到2000次寿命,热失控温度500度以上,安全性比三元锂电池好一些,但是低温性能差,体积重量大。
三元锂电池耐低温性能好,容量高,热失控200度以上,寿命(500-2000)次,一致性不错。安全性比铁锂低。
铁锂和三元都会起火爆炸,别被误导(本人做过高压过充和穿刺实验,铁锂用高压大电流充电也会膨胀起火)网上实验视频也有,百度能够搜到,在我看来目前的锂电池没有绝对安全的,使用锂电池当谨慎使用(定时插座配合bms保护系统多重安全,专用充电器,小电流充电,小电流放电,防水防震)
磷酸铁锂和三元锂,可以说是各有各的好处!
不同的产品领域,不同的需求,应用选用起来也是有不同的考虑的。
总的来说,
如果产品侧重考虑的是,高温安全性可靠性,循环寿命,要选择磷酸铁锂。
如果产品侧重考虑的是,能量密度,低温性能,性价比,要选择三元锂。
由于特有的材料特性,磷酸铁锂电池安全稳定性更高,而三元锂相对来说安全稳定性要低一些。
铁锂电池的循环寿命,1C充放电,100%DOD,会1500-2000次,80%容量剩余,而三元锂,同样的条件,只有500次左右的循环寿命。
磷酸铁锂平台电压比三元锂的低。铁锂标称3.2V,单体电压范围2.0~3.65V;而三元锂标称3.6V,单体电压范围2.5V~4.2V。
如果产品要求体积小重量轻,当然要选择三元锂电池,因为它的能量密度很高。以18650为例,国内品牌的铁锂电池容量在1500mAh左右;而三元锂电池,2200mAh和2600mAh国内较为常见,进口品牌三元锂能量密度更高,18650-3500mAh都是成熟稳定的产品了。
举个例子,常见的48V16Ah的产品,18650铁锂需要匹配15串10并,150颗电芯;而三元锂18650只需要13串5并左右就能搞定,才65颗18650的电芯。这样的体积与重量,三元锂比铁锂电池小得多了。
目前电动 汽车 的动力电池常采用锂离子电池。
锂离子按照正极材料的不同,又可以分为磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂等类型。
从成本、安全、性能等综合考虑,目前市场上 三元材料 和 磷酸铁锂 是使用占比最高的电池。
两者区别是什么?
磷酸铁锂材料,化学式为LiFePO4,简写LFP,橄榄石结构,电压平台3.4V左右,比容量130-140mAh/g。
磷酸铁锂结构比较稳定,安全性高,循环性能好,成本也较低。
而三元材料,简写为NCM/NCA(NCA为NCM近亲),NCM化学式LiNixCoyMn1-x-yO2,层状结构,电压平台3.6V左右。
相比于磷酸铁锂电池,三元的比容量高于(最高达220mAh/g),但是循环性能较差,安全性也不高。
进一步来说,根据镍钴锰比列,三元材料又有NCM523,NCM622,NCM811(镍:钴:锰=8:1:1)之分,镍含量增高,比容量会逐渐上升,钴的含量也会相对减少,同时热稳定也会降低。
从上面比较可以看出,磷酸铁锂能量密度不及三元电池,但由于安全性相对较高,常用与电动大巴车上;而在电动乘用车,因为续航里程要求,常用三元电池。
看个人对续航里程、预算以及安全性的需求。
从能量密度方面看,成组后的三元锂大致比铁锂容量高1/3到1/2,也就是相同体积下电量比铁锂多1/3到1/2,同时重量也要轻1/3到1/2。对于空间有限预算不是事又追求极致续航的来说,三元锂是不二选择。
成本方面,三元锂价格比铁锂价格高,按每度电来算,三元成本是铁锂的1.5到2倍,对于预算有限但是续航要求仅在两三百公里以内的来说,铁锂无疑是兼顾日常续航和极致性价比的最好选择,DIY的话每度电成本甚至可以比铅酸还便宜。
安全性方面,市面上出现的锂电池爆燃事故,十有八九是三元锂锂电池,比如今年出现的一次特斯拉爆燃和两起蔚来 汽车 爆燃,反之,铁锂很少听到此类事故报道,这个和三元和铁锂的热分解温度高三元热分解温度低,铁锂不分解产生易燃助燃气体而三元易热分解出易燃助燃气体有关。所以,心粗一点的,小白一点的,可以用用铁锂。
市场上主流的动力锂电池有两类,第一类是磷酸铁锂电池;第二类是三元材料电池,含有镍、钴、锰三种金属元素。无钴电池是将这三种元素镍、钴、锰中的钴完全去除掉。
两者比较各有优劣:磷酸铁锂电池安全性还行,但由于能量密度低,续航相对较差,300公里以下磷酸铁锂没问题,之上会吃力;三元锂电池续航高,但安全性相对没有磷酸铁锂稳定。
不过,现在比亚迪新一代的电池产品“刀片电池”,它既具有三元锂电池的高续航特点,也具备磷酸铁锂电池的高安全性。更重要的是,造价成本相比三元锂电池还要低。
各确优点,如果要性价比高,而不考虑重量,那还是铁锂好,寿命更长,应力更好,更安全
磷酸铁锂优点安全,缺点能量密度低,三元锂电优点能量密度高,缺点不稳定充放电容发热
没有好坏之说,各有千秋:磷酸铁锂电池比较安全,适合做为储能电池在室内车内使用;三元锂脾气太爆,适合做为动力电池在室外和车外(底盘)使用。在低温环境磷酸铁锂可以使用自加热设计,成本不高也不会有太大的性能损失。倒是三元锂在高温下的热失控是个难解的大问题,一是加装散热系统必然导致结构复杂成本高,二是电池管理系统面对热失控除了自动断电别无他法。该烧的还是会继续烧,该炸的还要继续炸。大量的水是对付锂电池自燃爆炸的唯一办法,但是电动车、三轮车、电动 汽车 都不可能储有这么多的水,除了房车有巨大的清水箱和灰水箱,所以房车有使用三元锂的条件,但是要外置锂电池,不能放在车内(因为三元锂的燃烧爆炸非常迅猛,逃离大概只有七秒的时间),还要加装喷水灭火装置。
三元VS磷酸铁锂?谁才是国内动力电池的“一哥”?
2018年6月份,Elon Musk在推特发表宣言,称想要从现有的NCA方向上继续减少钴的用量。
2月18日,一则关于特斯拉将使用宁德时代“无钴电池”的新闻迅速传开。在三元锂电池大行其道的当下,磷酸铁锂电池重回热点。
提到磷酸铁锂,相信大家并不陌生,但受限于当时的电池技术和国家补贴政策,磷酸铁锂一直在新能源商用车和储能领域发光发热。
近年来,是什么让磷酸铁锂又重新回到乘用车领域,与三元争“一哥”呢? 下面,就让我们就来扒一扒这其中的原因。
视频版:三元VS磷酸铁锂?谁才是国内动力电池的“一哥”?
两款电池的的负极、电解液及隔膜等均类似, 最大的区别在于正极材料,并以此取名 。
三元电池有NCM和NCA两类。NCA镍钴铝电池,主要应用于圆柱电池中,例如特斯拉。而国内绝大部分车型都采用NCM镍钴锰电池。
三元常见的表达方式还会在NCM后加一串数字,例如NCM523、NCM811等,代表了镍钴锰在材料中的大概比例。
受结构影响,磷酸铁锂和三元在性能方面各有优劣,我们从大家最关心的几个点依次分析: 能量密度、快充性能、循环寿命、安全性、成本 。
能量密度:
对于用户来讲,续航里程是首要关注点。在其他因素相同时,能量密度越高,意味着续航里程越长。
从电芯层面来讲, 三元电池能量密度更高 。磷酸铁锂正极材料的额定电压、理论比容量(mAh/g)均低于三元电池,且其能量密度已开发到“天花板”。
而 三元NCM电池还可以通过提高Ni元素比例 ,进一步提高实际比容量(mAh/g), 提高电芯能量密度 。
快充性能:
快充时间,尤其是低温快充,作为制约电动 汽车 发展的关键因素之一,也是改善用户用车体验的关键点。
理论上,三元电池有优势 。其 二维的锂离子脱嵌通道 与均衡的电解液设计,使得在充放电过程中, 锂离子可以在一张面上快速移动脱嵌 , 充电速率自然就快了起来。
而磷酸铁锂结构因其一维的锂离子脱嵌通道,和侧重高温性能的电解液设计,导致其锂离子迁移速率慢,尤其是低温充电速率慢。 这一特性直接影响了其在乘用车领域的应用。
循环寿命:
理论上, 磷酸铁锂在寿命方面存在优势 。 其橄榄石晶体结构更稳定 ,膨胀更低、电化学反应更稳定。
安全性:
磷酸铁锂电池在安全方面具有无可比拟的优势 。其正极电压低,不存在类似于三元的释氧热链式反应, 热稳定温度可以达到300℃以上,而三元电池在150-200℃左右。
经济性:
价格上,目前磷酸铁锂LiFePO4有明显优势 , 原材料相对价格便宜,国内产业链相对成熟。
而想要降低三元NCM (LiNixCoyMn1-x-yO2) 电池价格,钴元素是关键。 钴主要是伴生矿,产量少且分布不均,全球钴矿主要集中在刚果(金),澳大利亚、古巴等地,约占全球储量的80%,2018上半年刚果(金)政局变动便造成钴价大幅波动,价格持续高涨。
粗略比较,磷酸铁锂要比三元价格便宜0.1~0.2元/Wh。 对于一个50kWh电池包,仅电芯就可降本近0.5~1万元。 这对整车生产厂商和用户都是一个不小的吸引点。
简单说,三元在能量密度、快充速度方面有优势,磷酸铁锂在循环寿命、安全、经济性上有优势 。
但在电动 汽车 发展前期,电池包能量密度<140Wh/kg,整车NEDC续航里程大多低于300km。 当时影响电动 汽车 发展的瓶颈在于续航里程,且有国家补贴政策支持,可弥补经济性的不足,所以三元锂电池是首选。
随着国家新能源补贴政策的退坡,新能源 汽车 要开始与传统燃油车赤身拼搏,各整车生产厂商都面临巨大降本压力。与此同时, 磷酸铁锂电池被人诟病的能量密度和充电缺点,也在随着技术的发展得到改善 。
能量密度方面: 随着CTP(Cell to PACK),即是电芯直接集成为电池包技术的成熟,更高效电池包集成、更低整车能耗,磷酸铁锂车型的续航,已有能力提升至400km甚至500km以上。
充电方面: 随着电芯快充、热管理、充电桩技术的发展,应用于乘用车的磷酸铁锂电池也基本可以做到与主流三元相同的快充速率。
成本方面: 国家补贴政策退坡,NCM811电池虽降低了钴含量降低成本,但工艺复杂,现阶段生产成本较NCM523无明显优势。此时成本更低、寿命更长的磷酸铁锂电池,自然被更多车企选择,成为主流趋势。
1) 磷酸铁锂电池,充分发挥其在成本、寿命及安全方面优势主打中低端的车型和运营车,续航在400km左右。
2)三元依赖于其高的能量密度、更快的快充速度、更长的续航里程,主打中、高端车型,续驶里程≥500km。
根据市场端需求定位规划,为用户购车提供了更多的选择,不存在谁替代谁 。相信今年一定陆续会有很多经济型的磷酸铁锂和高续航的三元车型上市。
至于特斯拉,在国内大概率会采用CATL的磷酸铁锂电芯,而“cobalt free”是否是要进一步减低三元电池中钴元素含量,研发新一代电池,还耐人寻味,让我们拭目以待!