[隆眾聚焦]:磷酸鐵鋰電池發(fā)展緣何超越三元鋰電池
鋰電池主要有正極材料,負(fù)極材料,隔膜,電解液以及殼體等組成,其中正極材料直接決定了電池的能量密度和安全性能等,對(duì)鋰電池的影響至關(guān)重要。
根據(jù)材料體系區(qū)分,目前主流的鋰電池正極材料主要有磷酸鐵鋰(LFP),三元材料(NCM),錳酸鋰(LMO),鈷酸鋰(LCO)。其中磷酸鐵鋰屬于聚陰離子型材料,三元材料和鈷酸鋰屬于層狀結(jié)構(gòu)材料。
磷酸鐵鋰 | 三元材料 | 錳酸鋰 | 鈷酸鋰 | |
晶體結(jié)構(gòu) | 橄欖石結(jié)構(gòu) | 層狀結(jié)構(gòu) | 尖晶石 | 層狀結(jié)構(gòu) |
理論比容量(mAh/g) | 170 | 273-285 | 148 | 274 |
實(shí)際比容量(mAh/g) | 130-150 | 155-200 | 100-120 | 135-150 |
壓實(shí)密度(g/cm 3 ) | 2.1-2.5 | 3.7-3.9 | 3.2-3.7 | 3.6-4.2 |
循環(huán)壽命 | 大于2000次充放電 | 1000-2000 | 500-1000 | 500-1000 |
安全性 | 安全性高 | 安全性一般 | 安全性相對(duì)差 | 安全性高 |
低溫性能 | 一般 | 好 | 好 | 好 |
高溫性能 | 好 | 一般 | 差 | 好 |
優(yōu)點(diǎn) | 成本低,壽命長(zhǎng) | 能量密度高 | 成本度,安全性好 | 充放電穩(wěn)定,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單 |
缺點(diǎn) | 低溫性能差 | 部分金屬價(jià)格昂貴 | 能量密度低 | 鈷價(jià)格昂貴 |
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目前在新能源動(dòng)力電池方面,應(yīng)用最多的為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,以上可見(jiàn),磷酸鐵鋰相比三元材料,安全性及循環(huán)壽命更優(yōu),但低溫性能方面差于三元材料,那為何磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量和裝車量上逐漸超越三元鋰電池呢?
安全性
磷酸鐵鋰電池?zé)岱逯悼蛇_(dá)500℃,溫度超過(guò)500℃CIA開(kāi)始溶解,而三元鋰電池的熱峰值僅在300℃左右,所以在已公布的汽車自然事件中多是三元鋰電池。
使用壽命和應(yīng)用成本
在使用壽命上,磷酸鐵鋰使用壽命大約2000次充放電,而三元電池理論上為1000-2000次,目前實(shí)際上一般在1200次附近,且磷酸鐵鋰原料相比三元電池更加低廉,應(yīng)用在新能源汽車上,磷酸鐵鋰電池在使用壽命和應(yīng)用成本上則更具優(yōu)勢(shì),也更容易被普通消費(fèi)者接受。最直接的例子就是,搭載磷酸鐵鋰電池的特斯拉Model 3系列售價(jià)從30萬(wàn)下降到24.99萬(wàn)。
車企選擇
從成本,穩(wěn)定性及使用壽命來(lái)看,目前車企則更傾向于選擇磷酸鐵鋰電池,去年特斯拉,比亞迪等汽車巨頭也相繼申報(bào)磷酸鐵鋰電池汽車,另外小鵬P7和新款哪吒U Pro也將搭載磷酸鐵鋰電池。
預(yù)計(jì)在未來(lái),磷酸鐵鋰電池的裝車量將進(jìn)一步提升,且隨著磷酸鐵鋰新產(chǎn)能的大規(guī)模釋放,磷酸鐵鋰材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將逐漸激烈,磷酸鐵鋰售價(jià)或進(jìn)一步降低。
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