技术之争,三元锂电池和磷酸铁锂电池谁才是赢家?

来源:锂电池厂家   2019-11-27  阅读数:

  技术之争,三元锂电池和磷酸铁锂电池谁才是赢家?我们纵观当前国内新能源汽车市场,电动汽车电池技术主要的材料为磷酸铁锂和三元锂电池,有意见认为,在乘用车领域,三元锂电池由于能量密度高、续航能力强是目前的主流发展方向。而在公共交通领域,则应该坚持热稳定性更高、安全性更有保障的磷酸铁锂路线。

磷酸铁锂电池

  磷酸铁锂电池,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。由于不含有贵重金属材料,磷酸铁锂电池的原材料成本就可以被压缩的非常低廉。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。

  而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,与磷酸铁锂电池不同,三元锂电池电压平台很高,这也就意味着在相同的体积或是重量下,三元锂电池的比能量、比功率更大,除此之外,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。

  磷酸铁锂电池的特点在于安全性高,高倍率充放电特性和较长的循环寿命。其充放电特性也较为稳定,大倍率放电情况下的稳定性关系着电动车在急加速、高速等大功率需求工况下的性能表现,电压越稳定,车辆性能表现也越好,另外,这也可以解释为什么电动车高速行驶时续航能力会减弱,电池在大功率输出时,实际放电容量会缩小。

  磷酸铁锂电池也拥有良好的快充特性,除了寿命长,充放电性能优秀之外,磷酸铁锂电池最大的优点是其安全性,磷酸铁锂的化学性质稳定,高温稳定性好,700-800℃才会开始发生分解,且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子,不会产生剧烈的燃烧,安全性能高。

  磷酸铁锂电池的缺点在于其性能受温度影响大,尤其是低温环境下,放电能力和容量均会大幅度降低。此外,磷酸铁锂的能量密度较低,仅算电池的重量能量密度只有120Wh/kg,

  三元锂电池指的是含有镍钴锰三种元素的过渡金属嵌锂氧化物符合材料正极的锂电池,这种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三种材料的优点,形成了三种材料三相的共熔体系,由于三元协同效应其综合性能优于任一单组合化合物。重量能量密度能够达到200Wh/kg。

  但是三元锂电池的安全性较差。三元锂电池热稳定性较差,250-300℃就会发生分解,遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着,产生的热量进一步加剧正极分解,在极短的时间内就会爆燃。

  基于安全性考虑,采用三元锂电池的新能源客车无法进入工信部的新能源车目录,而轿车、货车则不受影响。虽然有着安全顾虑,但因为政策对能量密度的规定,三元锂电池已经呈现取代磷酸铁锂电池趋势,成为乘用车的主流。

  三元电池和磷酸铁锂电池相比具有能量密度更高的优势,随着电动汽车市场的快速发展,人们对能量密度要求越来越高,续航里程几乎成了衡量纯电动车技术水平的最关键的指标。此前中国的动力电池技术路线以磷酸铁锂电池为主,然而国家在新能源汽车政策补贴上也开始向能力密度和续航里程倾斜。

  目前,大部分电池厂仍处于研发高镍三元的进程之中,当然也有相当一部分车企正在筹备收购磷酸铁锂电池材料,以求降低成本避开竞争。不过无论是哪一项,对于消费者来说,只要产品的性能在不影响安全性的情况下日益增进,就是一件很好的事。当然三元锂与磷酸铁锂电池的份额也不会差之千里,未来共存的可能性会更大。

  磷酸铁锂与三元锂电池的市场之争,目前仍是平分秋色,各有所长,在电池技术日新月异不断革新的情况下,不久的将来迎来革命性的变化也在意料之中,技术已经成熟的三元锂电池与磷酸铁锂电池,凭借各自的优势在市场中都占有一席之地。