磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池優缺點解析

磷酸鐵鋰電池：循環壽命長安全性好

用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低，磷、鐵的資源含量豐富。其工作電壓適中（3.2V）、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高。

①磷酸鐵鋰電池的特點在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環壽命。文獻顯示，在充電條件為1C倍率充電至3.65V，然后轉恒壓至電流下降到0.02C，之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V，循環1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。

②磷酸鐵鋰電池擁有良好的快充特性，3C倍率充電條件下，15分鐘可以充電55%，30分鐘充個電容量超過95%。

③除了壽命長，充放電性能優秀之外，磷酸鐵鋰電池最大的優勢是其安全性好，磷酸鐵鋰的化學性質穩定，高溫穩定性好，700-800℃才會開始發生分析，且在面對撞擊、針刺、短路等情況時不會釋出氧分子，不會出現劇烈的燃燒，安全性能高。

④磷酸鐵鋰電池的缺點在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環境下，放電能力和容量均會大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度惟有120Wh/kg。

三元鋰電池：耐低溫能量密度大

三元鋰電池即三元聚合物鋰電池，正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰電池，即含有鎳、鈷、錳三種元素的過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勢，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協同效應其綜合性能優于任一單組合化合物，重量能量密度能夠達到200Wh/kg。

①與磷酸鐵鋰不同，三元鋰電池電壓平臺很高，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，三元鋰電池有很大的優點。北方冬季的溫度區間更適合低溫性能更佳的三元鋰電池，而重視耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北方的冬季會顯得有些乏力。

②三元鋰電池的安全性相對略差。三元鋰電池熱穩定性較差，250-300℃就會發生分析，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，出現的熱量進一步加劇正極分析，在極短的時間內就會爆燃。車禍中，外力撞擊會損壞電池隔膜，進而導致短路，而短路時發出的熱量會造成電池熱失控，并迅速將溫度升至300℃以上，存在自燃風險。因此，關于三元鋰電池而言，其電池管理系統、散熱系統就至關緊要。

為了提高產品的安全性，使用具有較強耐熱性的材料，采用泄壓閥控制電池內的壓力、主動控制電池的電流，并且實時監測電池充電狀態，能夠強制切斷電流回路提高安全性。這些都是可行的提高三元鋰電池安全性的措施。

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