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三元锂電(diàn)vs磷酸鐵(tiě)锂電(diàn) 究竟哪家(jiā)強?

時(shí)間(jiān):2017-06-23 09:16:05  點擊數σ •(shù): 12408 次

來(lái)源: 比克電(diàn)池

導讀(dú): 目前國(guó)內(nèi)的(de)動力電(diàn)‌πλ池主要(yào)分(fēn)為(wèi)兩個(gè)派系,根據正極☆∑λΩ材料的(de)不(bù)同分(fēn)為(wèi)磷酸鐵(tiě)锂派∏®♣ 和(hé)三元材料派。雖然兩者均屬于二次電(diàn)池,都(dōu)可(kě)以反複進行÷♥(xíng)充放(fàng)電(diàn±‍∏σ)使用(yòng),但(dàn)由于材料的(de)差異,在最終反映到(dào)使用₹π​(yòng)層面的(de)性能(néng)還(hái)是(shì)∑∏£☆有(yǒu)比較大(dà)的(de)差别。


      盡管國(guó)內(nèi)對(du≤™βì)新能(néng)源汽車(chē)的(de)補貼政& 策已經開(kāi)始退坡,但(dàn)逐漸豐富的(de)基礎設施和(♣€§‌hé)愈發豐富的(de)可(kě)選車(chē)型也(y↓✔ě)讓消費(fèi)者們開(kāi)始接受新能(néng)源汽車(ch→>ē)的(de)普及。而作(zuò)為(wèi)電(diàn)動汽車(chē)動力之源,電(diàn)動汽車(chē)的(de)續航、充放(fàng)電(diàn)等一(yī)"♥&切使用(yòng)也(yě)都(dōu)與電(diàn)池的(de)性‌<↔能(néng)有(yǒu)著(zhe)千絲★' 萬縷的(de)聯系。

      目前國(guó)內(nèi)的( ≠₽de)動力電(diàn)池主要(yào)分(fēn)為(wèi)兩¶≠個(gè)派系,根據正極材料的(de)不(bù)同分(f≈₩→<ēn)為(wèi)磷酸鐵(tiě)锂派和(hé)三元材料派。雖☆γ→>然兩者均屬于二次電(diàn)池,都(dō♣‍u)可(kě)以反複進行(xíng)充放(fàng)電(diàn)使用(yòng≠ ),但(dàn)由于材料的(de)差異,在最終反映到(dào)使用(yòng)層面的(d∑↓£e)性能(néng)還(hái)是(shì)有(yǒu)比較大(dà)的(dπ©ε≤e)差别。

三元材料 or 磷酸鐵(tiě)锂?

       所謂磷酸鐵(t←'✘₽iě)锂電(diàn)池,就(jiù)是(shì)指用(yòng)磷酸鐵(tiě)锂作(zuò¥←™≥)為(wèi)正極材料的(de)锂離(lí)子(zǐ)電(diàn)池。這(zhè)一(yī)類電(diàn)池的(de¶↑♠↓)特點是(shì)不(bù)含貴重金(jīn)屬元素(比如(rú)钴等)。在實際使用(yòngφ>♦)中,磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池φ¶ 具有(yǒu)耐高(gāo)溫,安全穩定性強,∞÷價格便宜,循環性能(néng)更好(hǎo)的(de)優勢。ε✘

       而三元材料锂電(diàn)池是(sh$₩ ì)指使用(yòng)鎳钴錳酸锂做(zuò'∞)為(wèi)正極材料,石墨作(zuò)為(wèi)負極材料的(de)<£Ω♠锂電(diàn)池。與磷酸鐵(tiě)锂不(bù)同,三元锂電(diàn)池電(diàn)壓平台很(hěn)高(gāo),這(zhΩ±è)也(yě)就(jiù)意味著(zhe)在相(xiàng)同的(de)體(↕σtǐ)積或是(shì)重量下(xià),三元锂電♣♦♦(diàn)池的(de)比能(néng)量、比功率更大(dà)。除此之外(wài),在大(dà♥‍π₽)倍率充電(diàn)、和(hé)耐低(dī)溫性能(nén™λπg)等方面,三元锂電(diàn)池也(yě)有(yǒu)很(hěn)大(dà)的(de)優勢。>☆§

       單論電(diàn)池,也(yě)沒有 β(yǒu)所謂的(de)誰更好(hǎo)誰更差。隻是(shì)套用(yòng)♥★到(dào)實際使用(yòng)場(chǎng)景中,三元锂電(d₩→iàn)池相(xiàng)比磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池,更加适應現∏‍(xiàn)在以及未來(lái)的(de)家←☆>(jiā)用(yòng)電(diàn)動汽車≥≠(chē)。


三元材料電(diàn)池更适合乘用(yòng)>≤¶車(chē)

低(dī)溫放(fàng)電(diàn)性能(néng)更好(hǎo)

      我國(guó)幅員(yuán)遼闊,氣 δ候複雜(zá),從(cóng)最北(běi)端的(deφ&)東(dōng)北(běi)三省到(dào)∏&β♠最南(nán)端的(de)海(hǎi)南≥π(nán)諸島溫度變化(huà)非常豐富。以北(běi)京為(wèi)例,作(zuò)為(w&©δèi)電(diàn)動汽車(chē)的(de)主力 ₩♥≤市(shì)場(chǎng),北(běi)京夏季最高(gāo)溫度在40℃左右,而冬季則基"$✔★本保持在零下(xià)16℃左右,甚至更低(dī)。這(zhè)樣的(de)溫度區(qū≤φ )間(jiān)顯然适合低(dī)溫性能(néng)更佳的(de)三元锂電(diàn♥‍≠≥)池。而注重耐高(gāo)溫性能(néng)的(de)磷酸鐵(tiě)锂電(diàn©​≤)池在北(běi)京的(de)冬季會(huì)顯得(de)有(yǒu)些(xiē)↑δ乏力。


     “相(xiàng)對(duì)2'<5℃容量”是(shì)指不(bù)同溫度條件(jiàn)下(xià)放(fàng)電(diàn≠ ✘≥)容量與25℃時(shí)放(fàng)電(diàn)容量的(de)比值。該數(< π&shù)值能(néng)夠準确反映出電(diàn)池在不(bù)同溫度條件(jiàn)下(xià)↕'™續航的(de)衰減,越接近(jìn)100%,電(diàn)池表現(§≠"✔xiàn)越好(hǎo)。

       從(cλ↔óng)上(shàng)圖中能(néng)夠看​£(kàn)出,以25℃為(wèi)基準常溫,兩類電(diàn)池在$✘±δ55℃高(gāo)溫下(xià)放(fàng)電(diàn)與φ★‌✔常溫25℃下(xià)放(fàng)電(diàn),放(fàng)γ→♣電(diàn)容量幾乎沒有(yǒu)差别。但(dàn)在零下(xià)20℃時("‌☆shí),三元锂電(diàn)池與磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池相(♦ Ω↔xiàng)比有(yǒu)比較明(míng)顯的(de)優勢。

能(néng)量密度更高(gāo)

       根據國(guó)內(nèi)♣±∞¶三元材料18650圓柱電(diàn)池龍頭企業(yè)——↓£©ε比克電(diàn)池提供的(de)資料,其18650電(dδ♦σiàn)池的(de)能(néng)量密度已經達到(dào)了(le)232Wh/kg,後續•β÷将會(huì)進一(yī)步提高(gāo)至293Wh/kg。而相(xiàng)比之下(xi'≥à),目前國(guó)內(nèi)主流的(de)磷酸鐵(★ ★tiě)锂電(diàn)池能(néng)量密度也(yě)僅達到(dào)150Whσ /kg左右,據國(guó)內(nèi)電(diàn)池行(xíng)業(yè&♣∏‌)專家(jiā)剖析,未來(lái)幾年(nián©♣)之內(nèi),磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池的(de)能(né♣™♦ng)量密度能(néng)夠達到(dào)300Wh/kg的(d ∞e)希望非常渺茫。

       γ£&✘不(bù)同于體(tǐ)積龐大(dà)的(de)電(diàn)動巴士,對(duì)于家(ji×÷₹∞ā)用(yòng)電(diàn)動汽車(chē)來(lái)說(shu§'πō),空(kōng)間(jiān)永遠(yuǎn)是(shì)第一(yī)位的(de)。能(✔∞×λnéng)量密度較低(dī)的(de)磷酸鐵(tiě)♠$€锂電(diàn)池将會(huì)占據原本就(jiù)不(bù)多(duō)的(de)汽車(ch✔≤↔≤ē)空(kōng)間(jiān),并且由于更重的(de)質量,在使用(yòng)時(shí)的(•↓♠αde)放(fàng)電(diàn)續航也(yě)會(huì)受到∑→(dào)比較大(dà)的(de)影(yǐng)響。相(xiàng)對(d©∏♥☆uì)而言能(néng)量密度較高(gāo)的(de)三元锂電(diàn)$↔池在解決重量問(wèn)題的(de)同時(shí)也(yě)為(wèi)家(jiā)<≠π'庭用(yòng)車(chē)節省出了(le)空(kōng)間(jiān)。♥↓←

充電(diàn)效率更高(gāo)

       除了(le)續航之外(wài),充電(₽£★¶diàn)也(yě)是(shì)電(diàn)動汽車(chē)在實際使用(yòng)中的(de)重要(yào)環節,而三元锂電(diàn)池在充電(diàn)效率方面較磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池有(yǒu)著(zhe)非常大(dà)的(de)優勢。


       目前市(shì)面上β£♦ (shàng)較為(wèi)常見(jiàn)的(de)充電(diàn)方式為(wè♦δi)恒流恒壓式充電(diàn)。一(yī)般在充↕Ω✔™電(diàn)開(kāi)始時(shí)先采用(yòng)恒流充電(diàn),此時(shí☆<)的(de)電(diàn)流較大(dà),充電(diàn)效率相(xiàng)對(®•duì)更高(gāo)。而在電(diàn)壓達到(dào)一(yī)定數(s± hù)值之後,降低(dī)電(diàn)流改為≈♠(wèi)恒壓充電(diàn),這(zhè)樣可(kě)以讓電(diàn)池充的(de)比  Ω 較滿一(yī)些(xiē)。在這(zhè)個(gè)過程中,恒流充電(diàn)容量與電(diàn✘↔✘)池總容量的(de)比值,稱為(wèi)恒流比。它是(→ shì)衡量一(yī)組電(diàn)池在充電(diàn)"∏過程中充電(diàn)效率的(de)關鍵數(shù)值。通(tōng)常百分(fēn)比越大(d§♠≠γà)說(shuō)明(míng)在恒流階段充入的(de)電(diàn)量♥ε≠'越高(gāo),也(yě)就(jiù)證明(míng)該電(diàn)池的(de)充電 ✘(diàn)效率更高(gāo)。

       從(cóng)表中可(k‍↕$ě)以看(kàn)出,三元锂電(diàn)池與磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池在1✔✘0C以下(xià)充電(diàn)時(shí),恒流比無明(míng)顯差距,10C以上(shàn™•"→g)倍率充電(diàn)時(shí),磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池α✔γ≈恒流比例迅速降低(dī),充電(diàn)效率迅速降低(d<↔₩ī)。

循環壽命有(yǒu)保障

       對(duì)于家(jiā)庭用(yòng)車β£(chē)來(lái)說(shuō),三元材料和(hé)磷酸鐵(tiě)锂動力電λ★↓(diàn)池的(de)額定循環壽命都(dōu)遠(yuǎn)遠(★​yuǎn)超過了(le)實際用(yòng)戶的(de)使用(yòng)習(xí)慣,因此在ε•↓使用(yòng)壽命上(shàng)可(kě)以完全放(f¶βàng)心。

      &nbs✘§♥ p;以比克電(diàn)池目前的(de)高(gāo)容量γ×®✘18650電(diàn)池為(wèi)例,在充放(fàng)電(diàn)循環1000次±×之後,電(diàn)池容量依然能(néng)夠保持在最初的(de)90%以上(shànα✘g)。

       由于筆(bǐ)者本身(sh≠↓↓↔ēn)也(yě)是(shì)電(diàn)動汽車(chē)車(chē)主,全年(nián©←)僅有(yǒu)冬季最冷(lěng)的(de)1個(gè)多(duō)月(yuè),頻(pín)φ≥繁開(kāi)暖風(fēng)的(de)時(shí)候才能(n​σ↔£éng)達到(dào)2天一(yī)充電(diàn),其餘時(shí)間(ji÷¶ān)基本3-4天一(yī)充。假設全年(nián)平均3天一(yī)充電(diàn)來(lái≈δ ≥)計(jì)算(suàn),使用(yòng)1年(nián)需要(yào)充大(dàσ↕≈)約6次電(diàn),循環壽命1000≈$∑次使用(yòng)完畢大(dà)約需要(yào)8年(nián)時↓φ¶→(shí)間(jiān),這(zhè)也(yě)基本超過了(le)目前我國(guó)消費(fèi)"↔≤×者平均的(de)換車(chē)周期。

安全的(de)材料和(hé)工(gōng)藝

       傳統內(nèi)燃機(jī)汽車(ch≤€↕ē)中危害最大(dà)的(de)部分(fēn)是(shì)蘊含巨大(dà)能(néng)'φ量的(de)燃料,像汽油這(zhè)樣燃點低(dī)易爆炸的(de)液态≈×¶>燃料一(yī)旦洩露就(jiù)非常容易造成極大(dà)的(dδ≈®e)安全隐患。

       而新能(néng)源汽車(chē)的(→♦€de)動力電(diàn)池,經過完善的(de)電(diàn)池管理(lǐ)系統(BMS)監α≥<‌控,每一(yī)顆電(diàn)池都(dōu)能(néng)得(π'de)到(dào)最準确的(de)控制(zhì),預防事(shì)故π≈的(de)産生(shēng)。

       以比克1®♦↓•8650電(diàn)池産品為(wèi)例。在單體(tǐ)電(diàn)芯工(gōng)↔‌δ♠藝上(shàng),比克選擇在正負極分(fēn)别配置保護添加劑和(hé)反應性添加劑,阻止電♦λ★(diàn)解液分(fēn)解導緻的(de)安全問(wèn♥₩£)題。同時(shí)添加陶瓷隔膜和(hé)負極陶瓷塗層等∑©§安全防護手段,從(cóng)根源控制(zhì)事(shì)故★‍♣&的(de)産生(shēng)。此外(wài),比克小(xiǎo)型圓柱18650電♠≤↑(diàn)池成組模式,每顆電(diàn)池之間(jiān)&©都(dōu)保持足夠的(de)安全距離(‍£lí),确保單顆電(diàn)池的(de)事(shì)故不(bù)會σ‌∑δ(huì)對(duì)其他(tā)電(diàn)池造成影(yǐng♦&↓)響。

三元材料是(shì)未來(lái)方向

       在電(diàn)動≠β汽車(chē)領域,美(měi)國(guó)的(de)特斯拉一(yī)直是(shì)國(guó)內(nèi)諸多(duō)車(chē)企的(de) ©"‍标杆。而談到(dào)傳統車(chē)企研發新能(nén ♥‌¥g)源汽車(chē)的(de)實力,寶馬i →3的(de)推出也(yě)成為(wèi)了(le)教科(kē)書(↔€≤shū)般的(de)典範。有(yǒu)趣的(de)是(shì),這(zγ≤‌hè)兩款車(chē)都(dōu)選擇了(le)三元锂電(diàn)池作(zuò)為(wèi)λ®動力電(diàn)池。反觀國(guó)內(nèi)市(shì)場(ch​ ≠ǎng),像江淮、比亞迪、北(běi)汽等不(bù)少(shǎo)∏δ汽車(chē)廠(chǎng)商也(yěε )開(kāi)始将旗下(xià)原本使用(yòng)磷酸鐵(tiě)锂電↔∏¥ (diàn)池的(de)車(chē)型換裝三元锂電(diàn)池。

        技(jì)術(sh"×≈‍ù)不(bù)分(fēn)好(hǎo)壞,隻有(yǒu)适合或者∏ε¥不(bù)适合。國(guó)內(nèi)外(©×wài)車(chē)企對(duì)于電(diàn)池類型選擇的(de)“不(bù)謀而合”也(φδyě)絕對(duì)不(bù)是(shì)巧合。相(xiàng)信在不(bù)久的(✔ε↓de)将來(lái),電(diàn)動汽車‍♣>φ(chē)的(de)電(diàn)池市(shì)場(chǎng)将會(huì)重♥Ω≥新洗牌,三元锂電(diàn)池憑借其耐低(dī)溫、高(gāo)能(néσβng)量密度、高(gāo)充電(diàn)效率、不(λ&bù)錯(cuò)的(de)循環壽命以及更強的(de)安全性等特性,也(yě)會(huì)在新的( ∑§©de)市(shì)場(chǎng)中站(zhàn)穩腳跟。