磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池,誰是新能源汽車主流

來源：存能電氣  日期：2019-04-03 10:34  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池，誰是新能源汽車主流?新能源汽車最核心的技術(shù)即為提供能量的電池，續(xù)航能力和充電速度則是電池技術(shù)發(fā)展到今天的瓶頸所在。經(jīng)過多年發(fā)展，鋰電池的目前的類型有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、鈷酸鋰、三元材料等。

　　因能量性能和稀有金屬成本的原因，錳酸鋰、鈦酸鋰和鈷酸鋰電池逐漸變?yōu)樾”娺x擇，而磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池則得到更廣泛的推廣應(yīng)用。但是這兩者有什么區(qū)別呢?今天存能電氣小編就聊一聊鋰電池這點(diǎn)兒事。

　　早期主流電池—磷酸鐵鋰電池

　　所謂磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰電池。在新能源汽車發(fā)展的早期階段，磷酸鐵鋰電池因其熱穩(wěn)定性優(yōu)越、安全性好、開發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn)，成為了各大廠商的首選。

　　但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，型能更優(yōu)越的三元鋰電池出現(xiàn)了，相比起來，磷酸鐵鋰電池的能量密度較低，在續(xù)航里程相同的情況下，搭載磷酸鐵鋰電池的車輛自重更高，直接導(dǎo)致能耗不理想。

　　并且，國(guó)家對(duì)新能源補(bǔ)汽車的電池能量密度要求也逐年提高，磷酸鐵鋰電池受限于材料的問題，能量密度很難在繼續(xù)提高，所以很多廠商慢慢的轉(zhuǎn)向的三元鋰電池的發(fā)展。

　　目前主流電池—三元鋰電池

　　三元鋰電池，是指用鎳鈷錳酸鋰鉀三元正極材料的鋰電池，相比之前介紹的磷酸鐵鋰電池，能量密度高、價(jià)格合適，綜合表現(xiàn)更加的優(yōu)秀，成為了目前大多數(shù)新能源汽車所采用的電池類型。

　　看似完美的三元鋰電池，它的缺點(diǎn)也被眾人質(zhì)疑。三元鋰電池最大的缺點(diǎn)就是在200度左右的時(shí)候會(huì)發(fā)生分解，在高溫的作用下，電解液會(huì)迅速燃燒，增加電池發(fā)生自燃或自爆的風(fēng)險(xiǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，很多廠商開發(fā)出了優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)，安全問題已得到改善，出色的表現(xiàn)贏得了各大汽車廠商的認(rèn)可。

　　這兩類電池各有所長(zhǎng)

　　高溫條件下，三元鋰電池的三元材料會(huì)在200℃時(shí)發(fā)生分解，產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，釋放出氧原子，并在高溫作用下極易發(fā)生燃燒或爆炸的現(xiàn)象，因此基于安全的考慮，我國(guó)工信部在2016年1月，通過特殊發(fā)文規(guī)定將三元鋰電池的使用暫時(shí)限制在純電動(dòng)客車之外。而磷酸鋰電池的分解溫度在800℃，更不容易著火，安全性相對(duì)較高。

　　低溫條件下(氣溫低于-10℃以下)，磷酸鋰電池衰減得非?？?，經(jīng)過不到100次充放電循環(huán)，電池容量將下降到初始容量的20%，基本與寒冷地區(qū)的使用絕緣了;而三元鋰電池的低溫性能優(yōu)異，在-30℃條件下可保持正常電池容量，更適應(yīng)北方低溫地區(qū)的使用條件。

　　從制造成本上來看，三元鋰電池所必需的鈷元素在我國(guó)儲(chǔ)量較少，大部分靠海外進(jìn)口，受到市場(chǎng)波動(dòng)影響非常大，所以三元鋰電池的成本必然居高不下，而磷酸鐵鋰電池所需原材料無需進(jìn)口，供應(yīng)充足，價(jià)格穩(wěn)定，成本相對(duì)較低。

　　在實(shí)驗(yàn)條件下，磷酸鐵鋰電池循環(huán)5000次后，剩余容量為84%，1C(1C表示電池一小時(shí)完全放電時(shí)電流強(qiáng)度)循環(huán)5000次后仍能保持80%以上的初始容量;三元鋰電池循環(huán)3900次后，剩余容量只剩下66%，1C循環(huán)2500次后就下降到80%初始容量。相比起來磷酸鋰電池的循環(huán)壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三元鋰電池。此外，磷酸鐵鋰電池能量密度為120Wh/kg，已經(jīng)基本達(dá)到理論極致，而三元電池的能量密度180Wh/kg，今后還有很大的提升空間。

　　磷酸鐵鋰電池發(fā)展前景

　　國(guó)內(nèi)的新能源汽車企業(yè)在早期源于成本問題，大多采用磷酸鐵鋰電池作為能量來源，而現(xiàn)如今由于國(guó)家對(duì)于續(xù)航里程等補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的提升，三元鋰電池市場(chǎng)份額在逐漸提升。

　　三元材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)勢(shì)，循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰材料優(yōu)勢(shì)明顯，在安全方面磷酸鐵鋰電池也優(yōu)于三元材料。在選用電池時(shí)可根據(jù)不同用途選擇，如大巴車空間較大，對(duì)電池比能量和比功率要求相對(duì)較低，可選擇磷酸鐵鋰材料電池，發(fā)揮其循環(huán)性能好的特性，轎車空間有限，電池用量小，則選用高比能量與高比功率三元材料電池更為合適。

　　在與磷酸鐵鋰電池的競(jìng)爭(zhēng)中，三元鋰電池的安全問題有待提升，這始終是盤桓在汽車企業(yè)腦海中的陰影。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，三元鋰電池有著磷酸鐵鋰電池不可比擬的高能量密度、耐低溫等特性，在新能源汽車發(fā)展的未來，三元鋰電池解決掉安全和成本問題之后，將徹底取代目前磷酸鐵鋰的市場(chǎng)地位，將成為新能源市場(chǎng)上的大勢(shì)所趨。

　　迄今為止，三元和磷酸鐵鋰電池還未能夠分出勝負(fù)，三元鋰電池略占上風(fēng)，但兩者至少在現(xiàn)階段都不是完美的解決方案，石墨烯或者燃料電池等其他替代能源技術(shù)都在一旁虎視眈眈。