关于三元锂电池与磷酸铁锂电池的不同点分析

人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力，各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力，其实很多人并不会去了解电子产品的组成，比如三元锂电池与磷酸铁锂电池。

三元锂电池是指正极材料为镍盐、钴盐、锰盐/铝酸锂，负极材料为石墨，电解液为六氟磷酸锂的锂盐锂电池。具有能量密度高、安全稳定性好、支持高倍率放电等优良电化学特性，以及经济实惠的成本优势，已广泛应用于消费类数码电子产品、工业设备、医疗设备等小型和中型锂电池，而在智能机器人、AGV物流车、无人机和新能源汽车等动力锂电池领域。

磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。负极也是石墨。电解液也基于六氟磷酸锂。无论电池处于何种状态，都可以随时充电使用，充电前无需放电。是目前最安全的锂电池。它内部或外部损坏。电池不燃烧不爆炸，安全性最佳。

三元锂电池与磷酸铁锂电池数据对比

在动力电池领域，技术领先的是磷酸铁锂电池和三元电池。磷酸铁锂电池的能量密度远低于三元锂电池，但其安全性普遍被认为优于三元锂电池。由于磷酸铁锂电池和三元电池的性能特点不同，应用场景不同，两条技术路线将同时得到支持。其中，磷酸铁锂电池具有安全性高和循环寿命长的优点，可以满足安全性要求。在工作频率更高、对空间和重量要求更高的商用车领域，高能量密度的三元电池可以实现更长的续航里程，满足个性化消费者的需求。

1、磷酸铁锂电池虽然耐高温，但三元锂电池的耐低温性能更好。是制造低温锂电池的主要技术路线。在负20°C时，三元锂电池可以释放70.14%的容量，而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量，而且由于在低温条件下，三元锂电池的放电平台远高于磷酸铁锂电池的电压平台，启动速度更快。磷酸铁锂电池冬季性能不佳，其实是由其内在特性决定的。

主要原因有：

磷酸铁锂材料固有的低电导特性+相应的固有低温特性。 (纯)磷酸铁锂材料在室温下的电导率至少可以比三元材料低4个数量级。虽然众所周知磷酸铁锂通过碳包覆可以达到很好的室温性能，但是这种改性效果不是很好，而且磷酸铁锂在低温下的性能还是很出色的——所以在冬天，三元材料是由于其导电性的优势天生就优于磷酸铁锂。

磷酸铁锂材料的充放电曲线非常平坦，BMS难以管理，因此不得不留出较大的余量/限制其产量。虽然一般电池管理系统BMS的电流容量校准是通过安时积分来实现的，但也需要通过充放电开始/结束时的开路电压OCV-容量曲线进行校准。但问题来了：磷酸铁锂的曲线非常平坦，中间大而宽的容量范围对应了一个3.2V左右的平台。很难理解当前的修正是30/50/70%SOC，所以我们的BMS工程师只能无奈地留出更多的余量来应对可能出现的极端情况(限制工作窗口)，而这将进一步缩小磷酸铁锂的可用能量/功率范围……

2.三元锂电池的充电效率更高。锂电池充电采用限流限压方式，即在第一阶段进行恒流充电，此时电流大，效率高。恒流充电达到一定电压后，进入恒压充电的第二阶段。此时电流小，效率低。因此，衡量两者的充电效率，恒流充电功率与电池总容量的比值称为恒流比。实验数据表明，10C以下充电时两者差别不大，但10C以上会拉开距离。 20C充电时，三元锂电池恒流率为52.75%，磷酸铁锂电池恒流率为10.08%，前者是后者的5倍。

3、循环寿命方面，磷酸铁锂电池优于三元锂电池。三元锂电池的理论寿命为2000次，但基本上1000次循环后容量衰减到60%;即使是行业内最好的品牌Sla在3000次后也只能保持70%的电量，而磷酸铁锂电池在同样的循环后拥有80%的容量。

本文只能带领大家对三元锂电池与磷酸铁锂电池有了初步的了解，对大家入门会有一定的帮助，同时需要不断总结，这样才能提高专业技能，也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。