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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    介紹:比亞迪為甚么從磷酸鐵鋰逆轉到三元材料?

    2021-04-27 ryder

    鋰電池當中,由于正負極容量的差異,正極材料往往是影響電池能量密度的瓶頸所在。因此,采用不同正極材料的鋰電池之間,其特性也存在著或多或少的區別。常見的正極材料有四種,分別是片裝的鈷酸鋰和鎳酸鋰;尖晶石結構的錳酸鋰;橄欖石結構的磷酸鐵鋰;三元材料。那么究竟什么是三元材料?顧名思義,三元材料,就是三種電極材料共融而成的復合電極材料,理論上兼具每種電極材料的特性和優點,目前最常見的是NCA和NCM。


    最近,比亞迪表示,公司將來的插電式混合動力汽車將嘗試使用三元電池。此前,比亞迪一直酷愛于磷酸鐵鋰離子電池,作為一直力挺磷酸鐵鋰無論在材料和新能源汽車上的龍頭企業,為什么猛然出現態度上的轉變?NCM是目前最主流的三元材料,也被認為是將來的發展趨勢。NCM指的是鎳鈷錳酸鋰三元材料。通過調配鎳、鈷、錳三者的比例,得到不同的電極特性。


    目前國內的路線仍以磷酸鐵鋰為主。磷酸鐵鋰有較好的循環穩定性能,成本也比較低。其理論能量密度大概在160Wh/kg,幾乎到達了能量密度的天花板。比如摻雜一元或者多元的離子之后,獲得了更高的容量,1C放電比容量超過120mAh/g。但是要留意到提高比能量不一定能同比提高電池的能量密度,另外材料的穩定性、安全性、材料成本、出產工藝的復雜化等一些列的問題,也仍待處理。因此,這些振奮人心的試驗室數據,要想變成產品參數,仍有相當長的一段路要走。


    鋰酸鐵鋰的先天不足,使更多的企業開始留意三元材料。大部分磷酸鐵鋰的加工廠家,都開始關注三元材料的開發。其中一些(如天津力神、中航鋰電)已經開始批量的三元材料鋰離子電池的加工。


    三元材料和磷酸材料的區別。


    單從材料性能上對比,三元材料具有很大的優點,特別是比容量和壓實密度。磷酸鐵鋰克比容量理論最大值170,155基本上是磷酸鐵鋰的上限,目前唯一能夠實現技術沖破的也就是壓實密度,目前還沒有實質性的進展。


    標準電壓的差距那更是生理性短板無法改變。三元和磷酸鐵鋰18650電芯的比較(以某前十名公司電芯做比較)


    從圖表看:


    三元電芯基本容量在2200mAh左右,LFP電芯在1500mAh,比LFP電芯高出45%,基本上可以說在18650電池上,LFP電芯沒有任何優點。LFP電芯循環次數是三元電芯的三倍,事實據我們知道,三元電池循環次數能夠800-1000。

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