三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)好,要如何選擇?
鋰電池是目前電動(dòng)車(chē)乃至時(shí)下絕大多數電子產(chǎn)品上最常用的電池種類(lèi),由正極材料、負極材料、隔膜和電解液四個(gè)部分組成,其中負極材料對電池能量密度的影響不大,而正極材料顯著(zhù)影響著(zhù)電池性能和成本,目前電動(dòng)車(chē)電池市場(chǎng)上主要有兩種,主要是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,今天我們就拿三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池來(lái)做一個(gè)詳細的對比,看看三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)好呢,要如何選擇呢?
一、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池哪個(gè)好?
1、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池安全性對比
絕大多數鋰電池的安全隱患都是源自熱失控,磷酸鐵鋰的熱穩定性是目前車(chē)用鋰電池中最好的,電熱峰值大于350°C,當電池溫度處于500-600°C高溫時(shí),其內部化學(xué)成分才開(kāi)始分解。而三元鋰電池的熱穩定性較差,熱分解溫度在200-300°C,因此對電池管理系統的要求非常高,需要防過(guò)溫保護裝置和電池管理系統來(lái)保護電池的安全。所以在高溫條件,磷酸鐵鋰的安全性相對較高。
2、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池低溫續航對比
在零下20
°C時(shí),三元鋰電池能夠釋放70.14%的容量,而磷酸鐵鋰電池只能釋放54.94%的容量,三元鋰電池低溫使用下限值為零下30°C,相比磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下20°C更有優(yōu)勢,同時(shí)在相同低溫條件下,三元鋰電池冬季衰減不到15%,明顯高于磷酸鐵鋰電池衰減高達30%以上,更加適合北方市場(chǎng)。
3、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池儲能密度/續航里程對比
受制于化學(xué)特性,磷酸鐵鋰電池的電壓平臺低,磷酸鐵鋰電池的能量密度大概在140Wh/kg左右。而三元鋰電池電壓高,能量密度基本為240
Wh/kg。也就是說(shuō),在相同電池重量下,三元鋰的能量密度是磷酸鐵鋰材料能量密度的1.7倍。特別是三元鋰電池可以通過(guò)調整鎳、鈷、錳/鋁三者不同比例,進(jìn)一步提高能量密度,例如特斯拉使用的21700
NCA三元鋰電池電芯的能量密度高達260
Wh/kg,是目前的量產(chǎn)電動(dòng)車(chē)里最高的,它的鎳鈷鋁比例為8:1.5:0.5,屬于“高鎳電池”。更高的儲能密度,自然也就決定了在同等電池包體積下,裝配三元鋰電池的新能源汽車(chē)續航里程更遠。
4、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池制造成本對比
在電池成本上,磷酸鐵鋰電池也有巨大優(yōu)勢,它沒(méi)有貴重金屬(鎳鈷金屬元素),所以在生產(chǎn)成本上較低。而三元鋰電池使用了鎳鈷錳多種材料,并且高鎳電池的生產(chǎn)需要比較嚴格的工藝環(huán)境,目前成本比較高。受到俄烏局勢和金融因素影響,期貨鎳在一個(gè)月內價(jià)格上漲5倍,帶動(dòng)現貨供應商紛紛調價(jià),可以預期三元鋰電池的制造成本在未來(lái)一段時(shí)間將不可避免的呈現上漲趨勢。
5、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命對比
三元鋰電池化學(xué)性質(zhì)活潑,磷酸鐵鋰電池成分較為穩定,磷酸鐵鋰電池的完全充放電循環(huán)次數大于3500次后電量才會(huì )衰減到原有的80%。也就是說(shuō)如果每天充放電一次,磷酸鐵鋰電池也要將近10年才出現明顯衰減現象。而三元鋰電池的充放電循環(huán)壽命大概在1000次。
二、三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池要如何選擇?
磷酸鐵鋰電池安全、壽命長(cháng)、耐高溫;三元鋰電池重量輕、充電效率高、耐低溫,具體還是要根據不同的天氣溫度、空間需求、續航里程和安全性等因素進(jìn)行取舍,二者都有自己主打的市場(chǎng),并沒(méi)有哪種電池能夠全面替代另一種。同時(shí),各新能源汽車(chē)廠(chǎng)家都在加緊針對兩種電池的特點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn),例如“刀片電池”作為新一代磷酸鐵鋰電池,在能量密度和電池成本上都實(shí)現了顯著(zhù)突破。
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