磷酸铁锂离子电池和三元电池存在着什么方面的差别？和面机
2022-10-10
磷酸铁锂离子电池和三元电池存在着什么方面的差别？
1.安全
磷酸铁锂离子电池的这一方面具有明显的优势：在超过480摄氏度时，电池将被分解，能通过针刺、消防等苛刻的测试。
三元电池，以镍-钴-铝（NCM）为例，在180摄氏度下被分解及释放，出现更剧烈反应。
这局的结果很明显，磷酸铁锂离子电池获胜。
低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电，-40℃ 3C放电容量≥70%
充电温度：-20~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率：3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%
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2.能量密度
磷酸铁锂离子电池放电电压较低，仅为3.2V;而且压实密度很低，仅为2.2~2.5左右，这导致磷酸铁锂离子电池的理论能量密度不高，仅为178wh/kg。
比亚迪，锂的重要制造商，现在已经把单个电池的能量密度提高到147wh/公斤。
18650电池的能量密度为245wh/kg，特斯拉Model3中使用的20700电池将来必须高于能量密度300wh/kg。
许多国内生产商选择的Ni-Co-Mn的（NCM）三元锂离子电池技术线，它的理论能量密度为280wh/kg时，DJI无人驾驶飞行器使用的是NCM电池，目前80%的由UAV锂离子电池由广东的制造商供应。
低温高能量密度18650 3350mAh
-40℃ 0.5C放电容量≥60%
充电温度：0~45℃
放电温度：-40~+55℃
比能量：240Wh/kg
-40℃放电容量保持率：0.5C放电容量≥60%
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此外，磷酸铁锂具有较低的压实密度，这导致在相同电池容量下磷酸锂的尺寸更大。
为了评估这两个参数的能量密度和安全性，我们可以发现这两个指标的能量密度和安全性是一对天敌，事实上，通过最简单的物理和化学知识，我们可以了解能量密度越大，越不稳定，越不安全。
3.循环寿命
在评估这方面的表现时，我很头疼。
以锂铁磷酸盐作为一个例子，一些文章说，预期寿命为2000次，有些人会说，锂离子电池的寿命能达到超过4000倍，甚至有文章表示其总循环寿命可达到20000次。
这些数据之间的差异使我头晕目眩，要仔细筛选才能有正确的理解，后来发现上述陈述都有其道理，但他们使用了不同的评估标准。
说寿命只有2000次，按照1C充放电倍率反复冲放，校准容量80％以下的电池容量被认为是寿命终止（这是一次极为严格的充放电测试，1C率表示充电1小时。
4,000次则更加有可能是在正常情况下，根据大量已经在路上行驶的车辆进行测量的结果。
最后所谓的20,000次是完全使用下的结果。
因为电池容量低于校准80％并不意味着电池完全没用，毕竟有80％的容量，此时电池可以取下来分类使用，作为蓄电电池，合理电流合理的温度合理使用环境可以实现重复充放电2万次。
然而，磷酸铁锂的寿命明显长于三元电池。
三元电池在1C充放电速率下，反复充放电约800次，实际容量已低于额定容量的80％。
但实际使用并不是如此，由于磷酸铁锂离子电池的一致性是难以控制的，锂离子电池的整体寿命会短一点，也没有预期寿命可达到3倍大于三元电池
但无论如何，针对循环寿命这一项，磷酸铁锂胜。
4.成本
有人认为磷酸铁锂正极材料不使用稀有金属，而三元电池则使用钴、镍等更昂贵的金属，因此人们理所当然地认为磷酸铁锂的成本较低，这实际上是一种误解。
磷酸铁锂的放电电压为3.2V，三元电池放电电压为3.7V，放电电压越高意味着电池容量越大，这意味着在材料消耗相同的情况下三元电池的容量更大。
反之亦然：电池容量相同，三元电池消耗的原材料更少。
这种三元电池正在走向高氧化铝、镍和低钴的技术路线，这减少了昂贵贵金属的消耗。
但我们必须以动态的方式看待这两者的成本，并意识到磷酸锂的成本在碳酸锂价格飙升之前略低于三元电池。
总之，两条技术路线的成本不相同，具体到某个时间点，与上游原材料价格有很大关系。
从这方面来说，两种电池是并列排名。
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