三元鋰電池

三元鋰電池是指正極材料以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽/鋁酸鋰 三種元素，負(fù)極材料以石墨，電解質(zhì)以六氟磷酸鋰為主的鋰鹽鋰電池。具有能量密度高，安全穩(wěn)定性好，支持高倍率放電等優(yōu)異的電化學(xué)特性，以及價(jià)格適中的成本優(yōu)勢(shì)，在消費(fèi)類數(shù)碼電子產(chǎn)品，工業(yè)設(shè)備，醫(yī)療儀器等中小型鋰電池領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，并在智能機(jī)器人，AGV物流車，無(wú)人機(jī)和新能源汽車等動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域還有數(shù)碼類(智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、電動(dòng)玩具車、MP3/MP4、耳機(jī)、手機(jī)充電寶、航模飛機(jī)、移動(dòng)充電器等。)顯示出了強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。負(fù)極同樣是石墨。電解質(zhì)也是以六氟磷酸鋰為主。該電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)須先放完再充電。是目前最安全的鋰電池，內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；電池不含任何重金屬與稀有金屬（鎳氫電池需稀有金屬），無(wú)毒（SGS認(rèn)證通過(guò)），無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證。

三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池?cái)?shù)據(jù)對(duì)比

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，具有領(lǐng)先的是磷酸鐵鋰電池和三元電池技術(shù)。在兩大技術(shù)領(lǐng)域，公司核心技術(shù)指標(biāo)均處于行業(yè)領(lǐng)先水平。磷酸鐵鋰電池的能量密度遠(yuǎn)不及三元鋰電池，但其安全性普遍被認(rèn)為要好于三元鋰電池。

由于磷酸鐵鋰電池和三元電池的不同性能特點(diǎn)和不同應(yīng)用場(chǎng)景，兩大技術(shù)路線將同時(shí)得到支持，其中磷酸鐵鋰電池具有高安全性及長(zhǎng)循環(huán)壽命的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足對(duì)安全性要求更高、運(yùn)營(yíng)頻率更高的商用車領(lǐng)域，而在對(duì)空間和重量要求更高的乘用車領(lǐng)域，高能量密度的三元電池可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程，更加貼合個(gè)人消費(fèi)者需求。

1.  磷酸鐵鋰電池雖然耐高溫，但三元鋰電池耐低溫性能更好，是制造低溫鋰電池的主要技術(shù)路線，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，且由于在低溫條件下，三元鋰電池的放電平臺(tái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰電池電壓平臺(tái)啟動(dòng)也更快。

磷酸鐵鋰電池冬季表現(xiàn)不佳實(shí)際上是由其本征特性決定的，雖然看好磷酸鐵鋰在這幾年份額可以不斷回升，但是堅(jiān)決不認(rèn)同其會(huì)徹底打垮三元的主要原因。

主要原因有：

1. 磷酸鐵鋰材料本征的低電導(dǎo)率特性 + 相應(yīng)的本征低低溫特性。（純）磷酸鐵鋰材料常溫下電導(dǎo)率能低于三元材料起碼4個(gè)數(shù)量級(jí)。雖然眾所周知磷酸鐵鋰可以通過(guò)碳包覆實(shí)現(xiàn)良好的常溫性能，但是這一改性并不能很好的同樣在低溫下使得磷酸鐵鋰依然性能出色 ——所以到了冬天，三元材料因?yàn)槠潆妼?dǎo)率的優(yōu)勢(shì)，本征上就比磷酸鐵鋰性能更出色。

2. 磷酸鐵鋰材料充放電曲線非常平， BMS 難以管理所以只好留更大的裕量/限制其出力。雖然目前一般的電池管理系統(tǒng)BMS的容量標(biāo)定是靠安時(shí)積分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是它也需要在充放電初/末段再依靠開(kāi)路電壓OCV-容量曲線來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。但是此時(shí)問(wèn)題就來(lái)了：磷酸鐵鋰的曲線非常平，中間這一大塊的很寬的容量范圍對(duì)應(yīng)的都是3.2V 左右的平臺(tái)，很難校明白現(xiàn)在對(duì)的是30/50/70%SOC，所以我們的BMS 工程師只能無(wú)奈的多留裕量來(lái)應(yīng)對(duì)可能到來(lái)的極端工況（限制工作窗口），而這又會(huì)使得磷酸鐵鋰可用的能量/功率范圍進(jìn)一步縮窄……

2.充電效率，三元鋰電池更高。鋰電池充電是采用限流限壓法，即在第一階段做恒流充電，此時(shí)電流大，效率高。恒流充電達(dá)到一定電壓后，進(jìn)入第二階段恒壓充電，此時(shí)，電流小，效率低。因此，衡量二者充電效率就用恒流充電電量與電池總?cè)萘康谋戎担Q為恒流比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，10C以下條件充電時(shí)二者區(qū)別不大，但10C以上會(huì)拉開(kāi)距離，在20C充電時(shí)，三元鋰電池的恒流比是52.75%，磷酸鐵鋰電池的恒流比是10.08%，前者是后者的5倍。

3.循環(huán)壽命方面，磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于三元鋰電池，三元鋰電池的理論壽命是2000次，但基本上到1000次循環(huán)時(shí)，容量衰減到60%；就算業(yè)界最優(yōu)秀品牌特斯拉，經(jīng)過(guò)3000次也只能保持70%的電量，而磷酸鐵鋰電池經(jīng)過(guò)相同循環(huán)周期，還有80%的容量。

總結(jié)

磷酸鐵鋰及三元鋰性能還在不斷提升中，研發(fā)整體還處于跟隨國(guó)外技術(shù)的階段，缺乏實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新和重大突破。

由于特斯拉等品牌的三元鋰電池時(shí)不時(shí)有自燃事件發(fā)生。所以在里程焦慮和直線加速性能面前，安全就變得尤為重要！

本文整理自

1、《新能源汽車“三元鋰電池”跟“磷酸鐵鋰電池”詳細(xì)對(duì)比。選錯(cuò)后悔》