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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源

三元锂离子电池与磷酸铁锂离子电池谁会成为新能源汽车的动力主流?

2021-04-26 ryder

这两类电池各有所长

高温条件下,三元锂离子电池的三元材料会在200℃时发生分析,萌生剧烈的化学反应,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,因此基于安全的考虑,我国工信部在2016年1月,通过特殊发文规定将三元锂离子电池的使用暂时限制在纯电动客车之外。而磷酸锂离子电池的分析温度在800℃,更不容易着火,安全性相对较高。

低温条件下(气温低于-10℃以下),磷酸锂离子电池衰减得非常快,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;而三元锂离子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。

从制造成本上来看,三元锂离子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,所以三元锂离子电池的成本必然居高不下,而磷酸铁锂离子电池所需原材料无需进口,供应充分,价格稳定,成本相对较低。

在试验条件下,磷酸铁锂离子电池循环5000次后,剩余容量为84%,1C(1C表示电池一小时完全放电时电流强度)循环5000次后仍能保持80%以上的初始容量;三元锂离子电池循环3900次后,剩余容量只剩下66%,1C循环2500次后就下降到80%初始容量。相比起来磷酸锂离子电池的循环寿命要远远大于三元锂离子电池。此外,磷酸铁锂离子电池能量密度为120Wh/kg,已经基本达到理论极致,而三元电池的能量密度180Wh/kg,今后还有很大的提升空间。

磷酸铁锂离子电池发展前景

国内的新能源汽车企业在早期源于成本问题,大多采用磷酸铁锂离子电池作为能量来源,而现如今由于国家对于续航里程等补贴标准的提升,三元锂离子电池市场份额在逐渐提升。

三元材料在电池比能量、比功率、大倍率充电、低温性能等方面有优点,循环性能方面则是磷酸铁锂材料优点分明,在安全方面磷酸铁锂离子电池也优于三元材料。在选用电池时可依据不同用途选择,如大巴车空间较大,对电池比能量和比功率要求相对较低,可选择磷酸铁锂材料电池,发挥其循环性能好的特性,轿车空间有限,电池用量小,则选用高比能量与高比功率三元材料电池更为适宜。

在与磷酸铁锂离子电池的竞争中,三元锂离子电池的安全问题有待提升,这始终是盘桓在汽车企业脑海中的阴影。但从长远来看,三元锂离子电池有着磷酸铁锂离子电池不可比拟的高能量密度、耐低温等特性,在新能源汽车发展的将来,三元锂离子电池处理掉安全和成本问题之后,将彻底取代目前磷酸铁锂的市场地位,将成为新能源市场上的大势所趋。

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