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三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个耐低温性能更好

钜大LARGE  |  点击量:3737次  |  2023年03月07日  

三元锂电池是一种新型的新型电池,是一种新型的能量来源。然而,由于其在低温、高温等方面的稳定性,远不及常规铅酸电池。三元电池的低温使用下限为-30℃,具有良好的低温放电特性,与磷酸铁锂电池相比,在冬天时的续航时间下降不到15%,比磷酸铁锂电池要高得多。


目前公认的安全性最高的磷酸铁锂,其低温性能最差,采用-20℃,不同的低温条件下,其容量保持率各不相同,0℃时的容量保持率约为60-70%,-10℃下为40-55%,-20℃下20-40%。而锰酸锂、钴酸锂、三元合金在低温下的表现较好,但也有一定的局限性,而且会以高温为代价。目前业界都认为,磷酸铁锂的安全性和耐热性都很好,但并不像其他三种电池那么活跃,更安全,综合性能也比三元、三元要差一些。改善磷酸铁锂电池的低温特性,仅限于提高环境温度或增加加热组件。


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在低温(温度低于-10摄氏度)时,锂离子电池会迅速衰减,在100次以上的充电和放电后,其电量将会降低到原来的20%,基本不会在寒冷环境中使用;而三元锂离子电池组具有优良的低温性能,在-30℃时仍能维持常规的电池容量,更适合北方低温环境。从生产成本上来说,国内三元锂电池组中的钴含量很低,大部分都是从国外进口的,价格也会受到很大的影响,因此,它的成本也会很高。


三元锂电池具有比能量高、比功率高的特点。另外,三元锂电池在高倍率充电、耐低温等方面,也有着明显的优越性。

我国地域广阔,气候多变,从最北方的三个省份到海南诸岛,其气温的变化十分丰富。就拿北京来说吧,北京是一个主要的电力市场,夏天气温在40摄氏度,冬天几乎是-16摄氏度,或者更低。这种温度范围明显适用于具有更好的低温特性的三元锂电池。而注重耐热性能的磷酸铁锂在北京的冬天将会表现出疲态。


三元低温锂离子电池的温度特性是衡量电池可靠性的指标,同时还可以根据环境温度的变化对电池的性能进行评价。三元锂离子电池的低温性能主要从其低温放电性能和循环寿命两方面进行了研究,而低温环境下材料的流动状态是保证其在低温环境中的流动,从而可以在正极和负极之间自由地进行充电和放电。

目前国内、外三元锂离子电池的生产厂商,其放电温度均在-20℃以上,放电能力超过50%,使用寿命达到400次,可以满足一般的用电设备和电力需求。但在特殊的航空航天、特种设备、以及寒冷的北方、山区等恶劣的环境中,三元锂电池的工作温度要比普通电池低得多。


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磷酸铁锂电池在低温下的性能下降是其最大的缺点。据调查,一块3500 mAh的电池如果在-10摄氏度下运行,充电和放电不超过100次,就会迅速下降到500 mAh。而北京是全电动汽车的主要消费市场,冬天的气温往往在零下16摄氏度,给车主们的出行带来了极大的不便。最大的缺点就是在低温下表现不佳,哪怕是纳米技术和碳包裹技术都不能很好地解决这一问题。根据研究,一块三千五百 mAh的磷酸铁锂电池,在零下10摄氏度的温度下工作,最多只能使用100次,电量就会下降85%。而三元锂电池则表现出更高的低温特性,每个月只有1%-2%的损耗。


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