關(guān)于三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的不同點(diǎn)分析

人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池。

三元鋰電池是指正極材料為鎳鹽、鈷鹽、錳鹽/鋁酸鋰，負(fù)極材料為石墨，電解液為六氟磷酸鋰的鋰鹽鋰電池。具有能量密度高、安全穩(wěn)定性好、支持高倍率放電等優(yōu)良電化學(xué)特性，以及經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的成本優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類(lèi)數(shù)碼電子產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等小型和中型鋰電池，而在智能機(jī)器人、AGV物流車(chē)、無(wú)人機(jī)和新能源汽車(chē)等動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域。

磷酸鐵鋰電池磷酸鐵鋰電池是指以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池。負(fù)極也是石墨。電解液也基于六氟磷酸鋰。無(wú)論電池處于何種狀態(tài)，都可以隨時(shí)充電使用，充電前無(wú)需放電。是目前最安全的鋰電池。它內(nèi)部或外部損壞。電池不燃燒不爆炸，安全性最佳。

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，技術(shù)領(lǐng)先的是磷酸鐵鋰電池和三元電池。磷酸鐵鋰電池的能量密度遠(yuǎn)低于三元鋰電池，但其安全性普遍被認(rèn)為優(yōu)于三元鋰電池。由于磷酸鐵鋰電池和三元電池的性能特點(diǎn)不同，應(yīng)用場(chǎng)景不同，兩條技術(shù)路線將同時(shí)得到支持。其中，磷酸鐵鋰電池具有安全性高和循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足安全性要求。在工作頻率更高、對(duì)空間和重量要求更高的商用車(chē)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，滿足個(gè)性化消費(fèi)者的需求。

1、磷酸鐵鋰電池雖然耐高溫，但三元鋰電池的耐低溫性能更好。是制造低溫鋰電池的主要技術(shù)路線。在負(fù)20°C時(shí)，三元鋰電池可以釋放70.14%的容量，而磷酸鐵鋰電池只能釋放54.94%的容量，而且由于在低溫條件下，三元鋰電池的放電平臺(tái)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰電池的電壓平臺(tái)，啟動(dòng)速度更快。磷酸鐵鋰電池冬季性能不佳，其實(shí)是由其內(nèi)在特性決定的。

主要原因有：

磷酸鐵鋰材料固有的低電導(dǎo)特性+相應(yīng)的固有低溫特性。 (純)磷酸鐵鋰材料在室溫下的電導(dǎo)率至少可以比三元材料低4個(gè)數(shù)量級(jí)。雖然眾所周知磷酸鐵鋰通過(guò)碳包覆可以達(dá)到很好的室溫性能，但是這種改性效果不是很好，而且磷酸鐵鋰在低溫下的性能還是很出色的——所以在冬天，三元材料是由于其導(dǎo)電性的優(yōu)勢(shì)天生就優(yōu)于磷酸鐵鋰。

磷酸鐵鋰材料的充放電曲線非常平坦，BMS難以管理，因此不得不留出較大的余量/限制其產(chǎn)量。雖然一般電池管理系統(tǒng)BMS的電流容量校準(zhǔn)是通過(guò)安時(shí)積分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但也需要通過(guò)充放電開(kāi)始/結(jié)束時(shí)的開(kāi)路電壓OCV-容量曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。但問(wèn)題來(lái)了：磷酸鐵鋰的曲線非常平坦，中間大而寬的容量范圍對(duì)應(yīng)了一個(gè)3.2V左右的平臺(tái)。很難理解當(dāng)前的修正是30/50/70%SOC，所以我們的BMS工程師只能無(wú)奈地留出更多的余量來(lái)應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的極端情況(限制工作窗口)，而這將進(jìn)一步縮小磷酸鐵鋰的可用能量/功率范圍……

2.三元鋰電池的充電效率更高。鋰電池充電采用限流限壓方式，即在第一階段進(jìn)行恒流充電，此時(shí)電流大，效率高。恒流充電達(dá)到一定電壓后，進(jìn)入恒壓充電的第二階段。此時(shí)電流小，效率低。因此，衡量?jī)烧叩某潆娦?，恒流充電功率與電池總?cè)萘康谋戎捣Q為恒流比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，10C以下充電時(shí)兩者差別不大，但10C以上會(huì)拉開(kāi)距離。 20C充電時(shí)，三元鋰電池恒流率為52.75%，磷酸鐵鋰電池恒流率為10.08%，前者是后者的5倍。

3、循環(huán)壽命方面，磷酸鐵鋰電池優(yōu)于三元鋰電池。三元鋰電池的理論壽命為2000次，但基本上1000次循環(huán)后容量衰減到60%;即使是行業(yè)內(nèi)最好的品牌Sla在3000次后也只能保持70%的電量，而磷酸鐵鋰電池在同樣的循環(huán)后擁有80%的容量。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池有了初步的了解，對(duì)大家入門(mén)會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專(zhuān)業(yè)技能，也歡迎大家來(lái)討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。