鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1265次 | 2020年10月14日
三元鋰離子電池磷和酸鐵鋰離子電池的壽命及安全性能比較
目前,隨著配方和結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn),電池標(biāo)稱電壓達(dá)到3.7V,電池容量達(dá)到或超過了鋰鈷酸蓄電池的水平。與磷酸鐵鋰離子電池相比,磷酸鐵鋰離子電池在循環(huán)壽命方面具有更大的優(yōu)勢。鋰-鐵-磷酸鹽電池的剩余容量為84%(5000次循環(huán)),66%(3900次循環(huán))。
以剩余容量/初始容量=80%為試驗(yàn)終點(diǎn),磷酸鋰離子電池組實(shí)驗(yàn)室1C循環(huán)壽命大于3500次,約5000次,三元鋰離子電池實(shí)驗(yàn)室1C循環(huán)壽命約2500次。在循環(huán)壽命的這一點(diǎn)上,磷酸鐵鋰離子電池組的實(shí)際壽命比三元鋰離子電池的實(shí)際壽命長得多。在相同的循環(huán)次數(shù)下,磷酸鐵鋰離子電池的剩余容量遠(yuǎn)大于三元鋰離子電池。
鋰三元電池安全性比較:從材料體系的角度看,磷酸鐵鋰離子電池組正極材料的分解溫度約為700℃,鋰三元電池組正極材料的分解溫度約為200℃。
在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)環(huán)境中,短路磷酸鐵鋰離子電池單體不會著火。然而,三元鋰離子電池是不同的,它們更可能點(diǎn)燃。因此,三元鋰離子電池對熱管理的要求更高,而磷酸鐵鋰離子電池對溫度的適應(yīng)性更高,更安全。
磷酸鋰鐵電池與三元鋰離子電池放電性能的比較
在相同體積電池中,采用鋰三元電池組的正極放電容量比磷酸鐵鋰高19.4%,比能量提高37.5%,放電功率提高39.7%。由于三元材料的質(zhì)量比容量和壓實(shí)密度都比磷酸鐵鋰材料高,所以在電池放電中使用三元材料是很有利的。
三元材料電池在室溫下55℃放電時(shí)的放電容量與磷酸鐵鋰離子電池?zé)o明顯差異,在-20℃放電時(shí),三元材料電池的放電容量/容量比磷酸鐵鋰離子電池高15%。
過充過放性能比較:
鐵鋰離子電池最大的優(yōu)點(diǎn)之一(理論)是它們被過度充電和超載。一般情況下,短時(shí)間內(nèi)不存在鐵鋰過充至5V的危險(xiǎn),而且立即釋放多余的功率對性能沒有重大影響。然而,錳電池在5V時(shí)存在過充反應(yīng),會對電池芯造成嚴(yán)重的破壞。
在過放電條件下,鐵鋰離子電池在0V時(shí)可以恢復(fù)正常(性能略有下降),三元鋰離子電池系統(tǒng)在0V時(shí)會報(bào)廢,根據(jù)上述字面解釋,磷酸鐵鋰離子電池組具有較好的過沖和過放電性能。
到目前為止,三元鋰鐵磷酸鹽電池和鋰鐵磷酸鹽電池還不能區(qū)分勝負(fù),三元鋰離子電池相對有技術(shù)優(yōu)勢,但至少在這個(gè)階段,它們不是完美的解決方法,石墨烯或燃料動力電池等替代能源技術(shù)也在旁邊。