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三元锂电池2 F0 W$ v. R4 z
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三元锂电池，也叫聚合物锂电池。是指正极材料以镍盐、钴盐、锰盐/铝酸锂 三种元素，负极材料以石墨，电解质以六氟磷酸锂为主的锂盐锂电池。
0 {) C( P* F0 Y8 d 具有能量密度高，安全稳定性好，支持高倍率放电等优异的电化学特性，以及价格适中的成本优势。
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在消费类数码电子产品，工业设备，医疗仪器等中小型锂电池领域获得了广泛应用，并在智能机器人，AGV物流车，无人机和新能源汽车等动力锂电池领域还有数码类(智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具车、MP3/MP4、耳机、手机充电宝、航模飞机、移动充电器等。)显示出了强劲的发展潜力。3 S8 q* i. {5 r
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磷酸铁锂电池! R: M D B# l+ ?4 P; y1 k( I
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磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。负极同样是石墨。电解质也是以六氟磷酸锂为主。
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该电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。
6 f; x1 ?$ A0 C& Y- @1 F: g/ O% l& X 是目前最安全的锂电池，内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好；电池不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规定，为绝对的绿色环保电池证。
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- ^- \+ o. E% g4 H( G+ Z 三元锂电池与磷酸铁锂电池数据对比
: j& m) `/ g3 Z( j$ Q1 f 在动力电池领域，具有领先的是磷酸铁锂电池和三元电池技术。
+ \7 a: }) U" D t+ u; @* [ 在两大技术领域，磷酸铁锂电池的能量密度远不及三元锂电池，但其安全性普遍被认为要好于三元锂电池。
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由于磷酸铁锂电池和三元电池的不同性能特点和不同应用场景，两大技术路线将同时得到支持，其中磷酸铁锂电池具有高安全性及长循环寿命的优点，可以满足对安全性要求更高、运营频率更高的商用车领域，而在对空间和重量要求更高的乘用车领域，高能量密度的三元电池可以实现更长的续航里程，更加贴合个人消费者需求。
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8 y- v! v% ^/ w. k* D+ _/ b 1、磷酸铁锂电池虽然耐高温，但三元锂电池耐低温性能更好，是制造低温锂电池的主要技术路线，在零下20°C时，三元锂电池能够释放70.14%的容量，而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量，且由于在低温条件下，三元锂电池的放电平台远远高于磷酸铁锂电池电压平台启动也更快。
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磷酸铁锂电池冬季表现不佳实际上是由其本征特性决定的，虽然看好磷酸铁锂在这几年份额可以不断回升，但是坚决不认同其会彻底打垮三元的主要原因。
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主要原因有：
% u2 T3 Z" `" { b* ?% s4 `, ? 磷酸铁锂材料本征的低电导率特性 + 相应的本征低低温特性。（纯）磷酸铁锂材料常温下电导率能低于三元材料起码4个数量级。虽然众所周知磷酸铁锂可以通过碳包覆实现良好的常温性能，但是这一改性并不能很好的同样在低温下使得磷酸铁锂依然性能出色 ——所以到了冬天，三元材料因为其电导率的优势，本征上就比磷酸铁锂性能更出色。
, w: B( a! D8 J- p+ ^! | 磷酸铁锂材料充放电曲线非常平， BMS 难以管理所以只好留更大的裕量/限制其出力。
9 M. i+ n- `: l0 |% F+ o2 K/ t 目前一般的电池管理系统BMS的容量标定是靠安时积分来实现的，但是它也需要在充放电初/末段再依靠开路电压OCV-容量曲线来进行校准。但是此时问题就来了：磷酸铁锂的曲线非常平，中间这一大块的很宽的容量范围对应的都是3.2V 左右的平台，很难校明白现在对的是30/50/70%SOC，所以我们的BMS 工程师只能无奈的多留裕量来应对可能到来的极端工况（限制工作窗口），而这又会使得磷酸铁锂可用的能量/功率范围进一步缩窄……, U% a/ O! p$ `1 n2 _. N8 B5 s2 B
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典型磷酸铁锂放电曲线：低温下性能明显降低
: [3 E, i8 v9 l/ R& K4 d 2、充电效率，三元锂电池更高。
' {2 c4 W0 B! V6 V# a2 W 锂电池充电是采用限流限压法，即在第一阶段做恒流充电，此时电流大，效率高。恒流充电达到一定电压后，进入第二阶段恒压充电，此时，电流小，效率低。因此，衡量二者充电效率就用恒流充电电量与电池总容量的比值，称为恒流比。实验数据表明，10C以下条件充电时二者区别不大，但10C以上会拉开距离，在20C充电时，三元锂电池的恒流比是52.75%，磷酸铁锂电池的恒流比是10.08%，前者是后者的5倍。
9 p' T. { o4 V' ]+ e& u+ E3 r. G 3、循环寿命方面，磷酸铁锂电池要优于三元锂电池。
6 R/ l* E+ j) l9 h y8 Y# j 三元锂电池的理论寿命是2000次，但基本上到1000次循环时，容量衰减到60%；就算业界最优秀品牌特斯拉，经过3000次也只能保持70%的电量，而磷酸铁锂电池经过相同循环周期，还有80%的容量。
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总 结
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磷酸铁锂及三元锂性能还在不断提升中，研发整体还处于跟随国外技术的阶段，缺乏实质性创新和重大突破。
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由于特斯拉等品牌的三元锂电池时不时有自燃事件发生。所以在里程焦虑和直线加速性能面前，安全就变得尤为重要。
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发表于 2022-8-23 10:10:19
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