三元锂电池和磷酸铁锂电池各自的优缺点

动力电池被称为电动汽车的心脏;电动汽车电池的品牌、材质、容量、安全性能等成为衡量电动汽车的重要“维度”和“参数”。目前,电动汽车的电池成本一般占整车的30%-40%,可以说是核心配件!

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目前,市场上电动汽车使用的主流动力电池一般分为三元锂电池和磷酸铁锂电池两种。接下来我简单分析一下两种电池的区别和优缺点:

1、材质不同:

之所以被称为“三元锂”、“磷酸铁锂”,主要是指动力电池“正极材料”的化学元素;

“三元锂”:

正极材料采用锂电池用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料。该材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的优点,形成了三种材料的三相共晶体系。由于三元协同效应,其综合性能优于任何单一组合化合物。

“磷酸铁锂”:

是指采用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特点是不含钴等贵金属元素,原料价格低廉,而且地球上磷、铁资源丰富,不会出现供应问题。

概括

三元锂材料稀缺,并随着电动汽车的快速发展而不断崛起。它们的价格较高,且受到上游原材料的严重制约。这是目前三元锂的一个特点;

磷酸铁锂由于使用稀有/贵金属比例较低,且主要是廉价且丰富的铁,因此比三元锂电池便宜,且受上游原材料影响较小。这是它的特点。

2、能量密度不同:

“三元锂电池”:由于使用了较为活泼的金属元素,主流三元锂电池的能量密度一般为(140wh/kg~160wh/kg),低于高镍比的三元电池( 160瓦时/公斤180瓦时/公斤);有的重量能量密度可达180Wh-240Wh/kg。

“磷酸铁锂”:能量密度一般为90-110W/kg;一些创新的磷酸铁锂电池,如刀片电池,能量密度高达120W/kg-140W/kg。

概括

“三元锂电池”相对于“磷酸铁锂”的最大优势在于能量密度高、充电速度快。

3、不同温度适应性:

耐低温:

三元锂电池:三元锂电池具有优异的低温性能,在-20℃时可保持正常电池容量的70%~80%左右°C.

磷酸铁锂:不耐低温:当温度低于-10℃时°C,

磷酸铁锂电池衰减非常快。磷酸铁锂电池在-20℃时只能维持正常电池容量的50%~60%左右°C.

概括

“三元锂电池”与“磷酸铁锂”的温度适应性存在较大差异; “磷酸铁锂”更耐高温;而耐低温的“三元锂电池”在北方地区或冬季的续航能力更好。

4、寿命不同:

若以剩余容量/初始容量=80%为测试终点,测试:

磷酸铁锂电池组比铅酸电池和三元锂电池具有更长的循环寿命。我们的车载铅酸蓄电池“最长寿命”只有300次左右;三元锂电池理论上可以续航2000次,但实际使用中,1000次左右容量就会衰减到60%;而磷酸铁锂电池的真实寿命为2000次,此时仍有95%的容量,其概念循环寿命达到3000次以上。

概括

动力电池是电池的技术巅峰。这两种类型的锂电池都比较耐用。理论上来说,三元锂电池的寿命为2000次充放电循环。即使我们每天充电一次,也可以使用5年以上。

5、价格不同:

由于磷酸铁锂电池不含贵金属材料,因此原材料成本可以降低得很低。三元锂电池采用镍钴锰酸锂作为正极材料,石墨作为负极材料,因此成本比磷酸铁锂电池贵很多。

三元锂电池主要采用“镍钴锰酸锂”或“镍钴铝酸锂”的三元正极材料作为正极,主要采用镍盐、钴盐、锰盐为原料。这两种正极材料中的“钴元素”都是贵金属。据相关网站数据显示,国内钴金属参考价为41.3万元/吨,随着原料的减少,价格持续上涨。目前三元锂电池成本为0.85-1元/wh,目前随着市场需求不断上涨;不含贵金属元素的磷酸铁锂电池成本仅为0.58-0.6元/wh左右。

概括

由于“磷酸铁锂”不含钴等贵金属,其价格仅为三元锂电池的0.5-0.7倍;价格低廉是磷酸铁锂的一大优势。

 

总结

电动汽车之所以近年来蓬勃发展,并代表了未来汽车发展的方向,给消费者带来越来越好的体验,很大程度上得益于动力电池技术的不断发展。


发布时间:2023年10月28日

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