三元锂VS磷酸铁锂

三元锂VS磷酸铁锂

目前国内的动力电池主要分为两个派系，根据正极材料的不同分为磷酸铁锂派和三元材料派。虽然两者均属于二次电池，都可以反复进行充放电使用，但由于材料的差异，在最终反映到使用层面的性能还是有比较大的差别。

所谓磷酸铁锂电池，就是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素（比如钴等）。在实际使用中，磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，循环性能更好的优势。

而三元材料锂电池是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料，石墨作为负极材料的锂电池。与磷酸铁锂不同，三元锂电池电压平台很高，这也就意味着在相同的体积或是重量下，三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充电、和耐低温性能等方面，三元锂电池也有很大的优势。

1、低温性能铁锂电池的低温性能是硬伤，江浙地区，在冬天0-5度的气温下，铁锂电池的表现大约是夏天的75%左右，大功率车大电流条件下，甚至会更低。三元类的电池在同样气温下，大约是夏天的90%左右，有下降，但不太明显。更靠北方的地区，下降的会更多一点。不同地域的客户，在选择锂电材料的时候，这点是必须要考虑到的。

2、放电线性放电线性简单的说，是剩余电量和电压之间的关系。铁锂电池由于材料特性，放电有高压区，平台区和低压区。其中高压和低压区，电压的下降都非常快，在平台区，下降非常慢。最终的使用表现就是充满的铁锂电池，起步几百米，就会掉好几V虚电，然后会进入一个电压下降非常缓慢的平台区，大约放出80-90%的储电量之后，会进入到低压区。这种放电特性从好的方面来说，主要放电区间电压都非常平缓，从不好的方面来说，用户很难根据电压显示数据来判断剩余电量的多少，搞不好就要推车。 

3、过充过放性能铁锂电池的一大优势（理论）是耐过充过放，通常来说，铁锂电池短时间过充到5V没有危险，立即释放多余电量的话，对性能也没有太明显的影响。过放状态下，铁锂电池到0V都可以恢复正常（性能会略有下降）。总体来说，铁锂电池具有更好的过充过放性能。实际上，由于铁锂电池的高压和低压区充放电曲线非常陡峭，微弱的电量都会引起电压的显著变化。事实的表现刚好会和字面上的意思相反。比如同样容量的铁锂电池和三元锂电池电芯，在充满的条件下，串联起来做过充测试，铁锂电池的电压会升的非常快，会早于锰系报废；过放测试也一样，如果是单节，过放的下限就是0V，实际电池组中，过放到0V不会停止，电芯会以很快的速度变成负压导致报废。

4、体积铁锂电池的体积是天然劣势。同样的尺寸条件下，铁锂电池能装10AH的，三元锂电池通常能装到15AH以上。这对目前大功率电摩来说，具有非常大的差异。以骠骑车型为例，装铁锂电池电池，一般在72V80AH左右，要装100AH需要做比较大的改动，换成三元类的电池，装150AH是比较简单的，要装到200AH也不难。这对需要长途和大电流放电的客户，三元电池是更好的选择。

5、能量密度根据国内三元材料18650圆柱电池龙头企业提供的资料，其18650电池的能量密度已经达到了232Wh/kg，后续将会进一步提高至293Wh/kg。而相比之下，目前国内主流的磷酸铁锂电池能量密度也仅达到150Wh/kg左右，据国内电池行业专家剖析，未来几年之内，磷酸铁锂电池的能量密度能够达到300Wh/kg的希望非常渺茫。

6、循环寿命铁锂电池质量比较好的情况下，衰减量可以控制在5%以内，第二年可以在15%以内。三元电池1年降幅在7-10%，2年在20-25%。循环寿命方面进行比较，磷酸铁锂电池优势更明显。当然，具体也和使用负荷，使用频率有关系，这里只是一个大概的表述。

7、安全性材料体系方面来进行比较，磷酸铁锂电池组的正极材料分解温度在700摄氏度左右，三元锂电池的正极材料分解温度在200摄氏度左右。所以三元锂电池对于热管理的要求较高，而磷酸铁锂电池组对于温度的适应性更高也更安全。不过需要注意的是，我们提到的是材料，而不是已经成为成品的电池。

总结在电动汽车领域，美国的特斯拉一直是国内诸多车企的标杆，而谈到传统车企研发新能源汽车的实力，宝马i3的推出也成为了教科书般的典范。有趣的是，这两家企业都选择了三元锂电池作为动力电池。反观国内市场，像比亚迪、北汽、江淮等不少汽车厂商也开始将旗下原本使用磷酸铁锂电池的车型换装三元锂电池。还是那句话：技术不分好坏，只有适合或者不适合。国内外车企对于电池类型选择的“不谋而合”也绝对不是巧合。单论电池，没有所谓的谁更好谁更差。只是套用到实际使用场景中，三元锂电池相比磷酸铁锂电池，凭借其耐低温、高能量密度、高充电效率、不错的循环寿命、较高的成组一致性以及更强的安全性等特性，更加适应现在以及未来的电动车。