磷酸铁锂蓄电池是锂离子电池家族中最安全的高比能量电池,放电电压非常平稳,一般为3.2 V,放电到剩余的10%容量时电压变化较快,截止电压一般为2.5V。
1、磷酸铁锂蓄电池和三元锂电池安全性能
1)高温条件下,三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解,产生剧烈的化学反应,释放出氧原子,并在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象。磷酸锂电池的分解温度在800℃,更不容易着火,对于温度的适应性安全性相对较高。这两种电池都会在到达一定温度时发生分解,磷酸铁锂蓄电池的分解温度要高于三元锂电池,但是这并不能判定三元锂电池的安全性就差,动力电池系统的安全性设计是可以通过动力连接结构、热管理设计、电池管理系统等多个方面系统进行提升,厂商在过充保护、过放保护、过温保护、过流保护这几个环节上都可以加强提升,让安全措施设计的更加完善与科学,这样也能让电池工作处于安全状态下。三元锂电池相比磷酸铁锂蓄电池,更加适应现在以及未来的家用电动汽车。
2)选择哪个类型的电池对于消费者来说,主要是看电池的续航里程更远、寿命更长、更加安全这些问题。磷酸铁锂蓄电池优点是更高的安全性、更长的使用寿命、原材料成本低、支持快速充电、工作温度范围广,稳定性是目前车用锂电池中最好的,缺点是能量密度较三元锂电池仍有不小的差距,当温度低于-10℃的时候,充电效率有所降低,及在温度过低的情况下,会影响电池的电容,磷酸铁锂蓄电池应用的车型,不适合在北方行驶,尤其是东北等极寒地带;三元锂电池优点是能量密度高,循环性能好,更适合未来新能源汽车电池的发展趋势,适合北方天气,低温时电池更加稳定。缺点是由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,进而引发危险,但这个问题可以通过多方面系统进行提升改善安全性,目前造价较高。对比之下,三元聚合物锂电池有着磷酸铁锂蓄电池不可比拟的高能量密度、耐低温等特性,更优于磷酸铁锂蓄电池的特质,在新能源汽车发展的未来,三元锂电池解决掉安全和成本问题,可作为未来汽车新能源存储设备。
3)高温条件下,三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解,产生剧烈的化学反应,释放出氧原子,并在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象,因此基于安全的考虑,我国工信部在2016年1月,通过特殊发文规定将三元锂电池的使用暂时限制在纯电动客车之外。而磷酸锂电池的分解温度在800℃,更不容易着火,安全性相对较高。
4)低温条件下(气温低于-10℃以下),磷酸锂电池衰减得非常快,经过不到100次充放电循环,电池容量将下降到初始容量的20%,基本与寒冷地区的使用绝缘了;而三元锂电池的低温性能优异,在-30℃条件下可保持正常电池容量,更适应北方低温地区的使用条件
2、磷酸铁锂蓄电池与铅酸蓄电池之间的差别
1). 体积:铅酸蓄电池的体积比较大,一般为15-30kg,而磷酸铁锂蓄电池则比较小巧,通常为2.5-3.0kg。
2). 能量密度比:磷酸铁锂蓄电池的能量密度比是3-4倍,比镍镉电池高2.5倍,别镍镉电池高1.8倍。
3). 使用寿命:铅酸电池可达300次循环,可在室温下进行1摄氏度的充放电,可在2000次循环后,电池的容量仍然大于80%,3C电池的寿命可达800次,铅酸电池对环境温度有很高的要求,在极端的环境中,其使用寿命不会超过5年,磷酸铁锂在相同的工况下,其使用使用寿命也较长。
4). 安全性:在激烈的撞击下,铅酸蓄电池会发生爆炸,危害到使用者的生命;磷酸铁锂蓄电池充分满足了对钴酸锂电池和锰酸锂的安全性要求,甚至在激烈的撞击中都不会发生爆炸。
5). 温度:铅酸蓄电池的工作环境为-20摄氏度-50摄氏度,具有较低的自拍能力。磷酸铁锂蓄电池包的最高热能达到350-500摄氏度,在较高的温度条件下仍能释放100%的热量。
6). 充电效率:铅酸蓄电池,正常充电状态下,充电时间为8-10个小时,因其本身的材质和电解质较好,所以能迅速充能,能在2C大电流下进行快速充放电,使用专门充电器1.5C充电40分钟。
7). 无记忆效果:铅酸蓄电池有记忆效果,可充电电池的工作状态往往是满的,没有完全释放,容量很快就会下降。而磷酸铁锂蓄电池则不存在这种情况,不论处于何种情况下,都可以随时使用。
8). 绿色环保:铅酸蓄电池中铅含量高,如果处置不当,会造成环境污染。磷酸铁锂是一种无毒物质,是一种绿色的、环保的电池。
9). 使用和维护:由于铅酸电池的使用和维护都存在一定的问题,因此需要频繁维护,维护费用也会相应的提高。而磷酸铁锂蓄电池,由于其稳定性好,所以并不需要频繁的保养。
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