鋰電池技術(shù)之爭(zhēng)：到底是發(fā)展三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-11-26 14:36  瀏覽量：次

　　鋰電池技術(shù)之爭(zhēng)：到底是發(fā)展三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池？縱觀當(dāng)前國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)市場(chǎng)，電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)主要的材料為磷酸鐵鋰和三元鋰電池，有意見(jiàn)認(rèn)為，在乘用車(chē)領(lǐng)域，三元鋰電池由于能量密度高、續(xù)航能力強(qiáng)是目前的主流發(fā)展方向。而在公共交通領(lǐng)域，則應(yīng)該堅(jiān)持熱穩(wěn)定性更高、安全性更有保障的磷酸鐵鋰路線。

　　鋰電池技術(shù)之爭(zhēng)：到底是發(fā)展三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池？

　　所謂磷酸鐵鋰電池，就是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類(lèi)電池的特點(diǎn)是不含貴重金屬元素。由于不含有貴重金屬材料，磷酸鐵鋰電池的原材料成本就可以被壓縮的非常低廉。在實(shí)際使用中，磷酸鐵鋰電池具有耐高溫、安全穩(wěn)定性強(qiáng)、價(jià)格便宜、循環(huán)性能更好的優(yōu)勢(shì)。

　　而三元鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料，石墨作為負(fù)極材料的鋰電池，與磷酸鐵鋰電池不同，三元鋰電池電壓平臺(tái)很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰電池的比能量、比功率更大，除此之外，在大倍率充電、和耐低溫性能等方面，三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢(shì)。

　　磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)在于安全性高，高倍率充放電特性和較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。其充放電特性也較為穩(wěn)定，大倍率放電情況下的穩(wěn)定性關(guān)系著電動(dòng)車(chē)在急加速、高速等大功率需求工況下的性能表現(xiàn)，電壓越穩(wěn)定，車(chē)輛性能表現(xiàn)也越好，另外，這也可以解釋為什么電動(dòng)車(chē)高速行駛時(shí)續(xù)航能力會(huì)減弱，電池在大功率輸出時(shí)，實(shí)際放電容量會(huì)縮小。

　　磷酸鐵鋰電池也擁有良好的快充特性，除了壽命長(zhǎng)，充放電性能優(yōu)秀之外，磷酸鐵鋰電池最大的優(yōu)點(diǎn)是其安全性，磷酸鐵鋰的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，高溫穩(wěn)定性好，700-800℃才會(huì)開(kāi)始發(fā)生分解，且在面對(duì)撞擊、針刺、短路等情況時(shí)不會(huì)釋出氧分子，不會(huì)產(chǎn)生劇烈的燃燒，安全性能高。

　　磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環(huán)境下，放電能力和容量均會(huì)大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度只有120Wh/kg，

　　三元鋰電池指的是含有鎳鈷錳三種元素的過(guò)渡金屬嵌鋰氧化物符合材料正極的鋰電池，這種材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn)，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。

　　但是三元鋰電池的安全性較差。三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性較差，250-300℃就會(huì)發(fā)生分解，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點(diǎn)就著，產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加劇正極分解，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。

　　基于安全性考慮，采用三元鋰電池的新能源客車(chē)無(wú)法進(jìn)入工信部的新能源車(chē)目錄，而轎車(chē)、貨車(chē)則不受影響。雖然有著安全顧慮，但因?yàn)檎邔?duì)能量密度的規(guī)定，三元鋰電池已經(jīng)呈現(xiàn)取代磷酸鐵鋰電池趨勢(shì)，成為乘用車(chē)的主流。

　　三元電池和磷酸鐵鋰電池相比具有能量密度更高的優(yōu)勢(shì)，隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)能量密度要求越來(lái)越高，續(xù)航里程幾乎成了衡量純電動(dòng)車(chē)技術(shù)水平的最關(guān)鍵的指標(biāo)。此前中國(guó)的動(dòng)力電池技術(shù)路線以磷酸鐵鋰電池為主，然而國(guó)家在新能源汽車(chē)政策補(bǔ)貼上也開(kāi)始向能力密度和續(xù)航里程傾斜。

　　目前，大部分電池廠仍處于研發(fā)高鎳三元的進(jìn)程之中，當(dāng)然也有相當(dāng)一部分車(chē)企正在籌備收購(gòu)磷酸鐵鋰電池材料，以求降低成本避開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。不過(guò)無(wú)論是哪一項(xiàng)，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，只要產(chǎn)品的性能在不影響安全性的情況下日益增進(jìn)，就是一件很好的事。當(dāng)然三元鋰與磷酸鐵鋰電池的份額也不會(huì)差之千里，未來(lái)共存的可能性會(huì)更大。

　　磷酸鐵鋰與三元鋰電池的市場(chǎng)之爭(zhēng)，目前仍是平分秋色，各有所長(zhǎng)，在電池技術(shù)日新月異不斷革新的情況下，不久的將來(lái)迎來(lái)革命性的變化也在意料之中，技術(shù)已經(jīng)成熟的三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池，憑借各自的優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)中都占有一席之地。