锂铁电池与聚合物电池对比
如今,人类文明已经转向可持续和绿色发展。许多车辆和机器使用化石燃料运行,而石油产品现在被转移到了电力。各种能源的来源以及储存方法都被使用,这就提出了一个问题,锂铁电池与聚合物电池;哪一个更好?
电池在从其内部的化学储存中储存和部署这种电能方面发挥了关键作用。各种电池,如碱性电池、镍-CD、镍氢电池、锂离子电池和锂铁电池被大规模地使用。在未来几年里,这些电动电池将成为我们的日常需求,因此,在继续讨论锂铁电池与聚合物电池的问题时,有必要了解它们。
什么是锂铁电池
人们经常对LiFe和LiFePSO4之间的区别感到困惑,并将其与关于life vs lipo的辩论联系起来。LiFe,代表磷酸铁锂,和LiFePSO4是相当相同的。LiFePO4中的’PSO4’代表缩写中的’磷酸盐’。因此,它只是同一事物的另一种写法。
磷酸铁锂(LiFe)电池被用于电源墙电池、高尔夫球车电池以及其他需要有效能源的设备和机器。这些电池也被称为新时代的电池,因为它们更安全、更可靠,而且可以充电。正因为如此,它们在电力驱动的设备上有更多的可接受性,并有更多的需求。
什么是锂离子聚合物电池
锂离子聚合物电池是另一种类型的可充电锂电池。它们通常使用一种软性聚合物,覆盖在核心上,锂电池就在上面。另一种变体使用一种覆盖物,里面是凝胶型液体。无论内容如何,任何以软包形式出现的电池基本上都被称为锂离子聚合物电池。
然而,锂聚合物电池与磷酸铁锂电池有些不同。锂聚合物电池通常在锂电池周围使用聚合物,而磷酸铁锂电池则不使用。但两者的共同点是,它们毕竟都是锂电池。但是,在讨论寿命与锂电的问题时,仍然对它们进行了比较。
锂铁电池与聚合物电池的优点和缺点
锂铁电池的优点
使用起来很安全无需维护充电效率高寿命长,自放电低环境友好重量轻,体积小耐高温优秀的储存能力
锂铁电池的缺点
低温时性能低下比锂离子电池重
锂聚合物电池的优点
体积小,重量轻内阻小比能量高存在安全隐患时不易爆炸寿命较长,充电时间短
锂聚合物电池的缺点
工艺较复杂,一致性差被刺破时可能会导致爆炸充电和储存时需要注意价格昂贵,几乎是锂离子电池的两倍
锂铁电池与锂聚合物电池之间的区别是什么?
与其他电池相比,所有的电池都有优点和缺点,这在很大程度上取决于材料、生产工艺、功率和效用。锂铁电池与锂聚合物电池相比,相对更安全。
两者都是锂电池,都是可充电的。锂铁电池有更长的寿命和更多的充电周期,但锂聚合物电池比锂铁电池更有效率,可以快速充电。
让我们来比较一下铁锂电池和锂离子聚合电池的区别:
●它们的电压不同,哪种电池的电压最高? 锂离子聚合电池在正常情况下可以提供3.7伏的电压,当充满电时,它可以提供4.2伏的电压。但如果是铁锂电池,它将有不同的电池化学成分,正常情况下可以提供3.2伏的电压,可能会变化到3.6伏。●生产方式不同,锂离子聚合电池的生产过程相对更复杂,要求更高。●应用场景也不同,锂离子聚合电池多用于移动电源和数码产品,如智能手机、笔记本电脑、相机等。锂铁电池多用于ups、小型机房、powerwall等。●锂聚合物电池的包装盒是方形为主,可以比铁锂电池容纳更多的毫安时。相比之下,锂铁电池的外壳是圆形的金属形状,如18650、14500、4680电池。
与相同的能量保持能力相比,锂铁电池会比锂聚合物电池更重。例如,3900mAh的锂聚合物电池和2300mAh的锂铁电池将有相同的重量。●使用寿命不同,铁锂电池比锂聚合物电池更长,可以达到4000次充放电循环。
哪种电池更好–锂铁电池与锂聚合物电池
在锂铁电池与锂聚合物电池之间进行选择时,虽然锂聚合物电池更轻、更安全,但基于目前锂铁电池在安全、高密度、性能稳定等方面的优势,寿命更长、更耐用的锂铁电池更具性价比。锂离子电池比锂聚合物电池更便宜。但锂聚合物电池是多样化的,可以生产不同形状的电池。
LiFePO4和LiPo都是锂电池,它们的主要区别在于电池中使用的阴极、阳极和金属的类型。它们都很轻。同样,磷酸铁锂的寿命比锂离子电池好,但锂离子电池更便携,更方便。因此,选择一个更好的选项完全取决于使用情况。
磷酸铁锂电池是否比锂聚合物电池更安全?
关于Lipo和LiFe的安全和性能的争论无休无止,如果保持在适当的条件下,两种电池都可以安全使用。锂聚合物电池已经在遥控玩具中使用了很多年,到目前为止,还没有发生火灾或任何其他伤害的案例。
虽然铁锂电池有更稳定的化学反应,但总是建议将这些电池充电到指定的水平,以避免对物品或人体可能造成的损害。
哪种锂电池最好
用途、环境因素、电压等,是决定你应该拥有的最佳电池类型的一些因素。
磷酸铁锂电池和三元锂电池现在被广泛使用。它们有各自的优点和缺点。在储能方面,Lifepo4是最好的。磷酸铁锂的安全性能比三元锂材料更稳定,寿命更长,自放电率更低。
总结
以上解释的是选择电池前必须知道的一些重要信息。即使你不是一个经常使用锂电池的人,也可以从讨论中学到很多东西,特别是当你想比较磷酸铁锂电池和锂聚合物电池的时候。
电池用户应该始终牢记的一点是,要从授权销售商那里购买电池。公司的品牌和保修也起着非常关键的作用。总之,在考虑使用情况、频率和其他因素的情况下,谨慎选择电池。
磷酸铁锂电池 VS 三元锂电池,谁才是锂电池王者?
序言
在说这个话题之前,先问大家一个问题:
对于新能源汽车来说,你觉得最重要的是什么?
对,没错,就是电池。
我们可以做个这样的比喻:
汽车也有"心脏",燃油车的心脏就是内燃机,而电动车的心脏就是电池。
"心脏"的好坏决定了车辆行驶的长短。
作为电动汽车界的领军者-特斯拉,在2020年1月份宣布中国版的Model 3系列将在下半年生产中,搭载中国企业宁德时代生产的磷酸铁锂电池。
看到这个消息,肯定有同学会疑问了:
宁德时代是什么样的公司?它的技术有多厉害,能被特斯拉采用?
今天咱们就来说说这个。
宁德时代
宁德时代是由被称为“中国电池大王”的曾毓群在2011年成立的公司。
成立6年,就晋升为动力电池行业龙头,2017年销量全球第一,2018年更是迅速登陆A股创业板,目前市值大约是4600亿人民币。
到今天为止,中美欧以及日韩地区的主流车企几乎都成了宁德时代的客户,其中包括特斯拉、宝马、大众、丰田、现代、上汽、蔚来等品牌。
能做成这么大的成就,必定有两把刷子的。
宁德时代的"武器"有两把,除了常见的“磷酸铁锂”电池之外,还拥有一个领先全行业的秘密武器—三元锂电池。
那这两种电池有啥区别呢?
锂电池
首先咱们先来了解锂电池。
锂电池主要分为软包形、圆柱形、方壳形。
虽然它们的形状不一样,但是工作原理都是一样的。
锂离子电池是以碳材料为负极,通常是石墨;以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,它工作原理主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
具体来说是这样的:
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样,当对电池进行放电时,也就是我们使用电池的过程。嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。
锂电池爆炸
但是之前我们总看到这样的消息,说某品牌手机锂电池会爆炸。
这是因为什么原因呢?
我们知道电池中的锂金属化学性质十分活跃,是易燃物质。
一旦和空气接触,就会跟空气中的水发生猛烈的化学反应,瞬间产生大量的氢气,并释放出热能,极易引起燃烧和爆炸。
用高中化学的知识就是这样的一个方程式:
2Li+2H2O=2LiOH+H2
而现在锂电池中的锂,经过处理后会降低活性。在锂电池正负极之间,还有一层金属薄膜,可以防止电池内部短路。
再加上我们使用的电池都是密封的,锂离子根本没有机会和空气直接接触,从而有效的保证了电池的安全。
磷酸铁锂VS三元锂电池
那什么是磷酸铁锂电池,什么又是三元锂电池?
其实它们都只是正极材料不同而已。因为不同类型的锂电池负极都是石墨,正极材料不同。所以用正极材料来区分不同类型的锂电池。
也就是说:
磷酸铁锂电池就是用磷酸铁锂做正极,三元锂电池也叫三元聚合物锂电池,主要是由镍钴铝或者是镍钴锰 做正极。
那么这两种电池有什么区别呢?
简单来说磷酸铁锂电池,它主要的优点是安全性高,循环寿命更长,理论寿命可以达到7到8年。但是缺点就是能量密度低,意味着续航能力差。
反观三元锂电池这边呢,它的主要优点是储能密度更高,意味着续航能力高。但是缺点就是安全性差,寿命差,并且元素是有毒的。
三元锂电池
三元锂电池它的三种正极材料都是夹在一起的。
但是由于钴离子的半径比较大,所以它们搭在一起的时候会留出一个固定的空隙,给那些锂离子自由出入,因此钴酸锂相对来说比较稳定。
而镍离子的半径要小过锂离子,所以镍酸锂能量密度会更大,而又由于其太密实了,就容易出现阳离子混排的现象。
所以三元锂电池镍成分不可以太高。
这时就需要添加钴来增加电池的稳定性,但是钴却是比较贵的金属,全球的储备量有限。为了降低成本,就用锰和铝元素来作为支撑材料,同时也就只能降低钴含量。
但是没有钴的话稳定性会比较差。
在2020年又出现了宁德时代的无钴电池,要说明的是这并不是真正的"无钴电池"。它其实就是采用CTP技术设计的磷酸铁锂电池。
CTP技术就是把电芯放入设计好的电池包内,然后按照最佳的排列组合方式,组装成高效的锂电池。
这样优化的结果是,体积利用率可以提高15%-20%,能量密度可以提升10%-15%。零部件数量可以减少40%,生产效率可以提升50%,投入应用后会大幅降低动力电池的制造成本。
作为宁德时代的竞争对手比亚迪公司在2020年3月发布了一款刀片电池。
它的本质还是磷酸铁锂电池,只不过是电池结构设计上有所创新。它其实就是直接把电芯宽度无限拉长,厚度做薄,做成90厘米甚至快1米的超长电芯,也就是又扁又长,像刀片一样。
这样改造的结果就是体积能量密度提升明显,较原有电池系统可提升30%以上。并且节省物料、人工费用等,成本有望降低30%,并且刀片电池更薄,因而散热效果更好。
不管是宁德时代的CTP技术,还是比亚迪的刀片电池,最终都提高了磷酸铁锂电池的能量密度,目的是让其能达到三元锂电池的水平。
同时改造后的磷酸铁锂的电池,都能达到400公里以上的续航里程需求。而整个电池生产的其他材料无需改变,并且生产线变动也不大,也就是很快能量产。
简单来说,这两种技术都是通过提升生产效率来降低电池的成本。
最后
如今新能源汽车和充电装置已经被列入了国家的“新基建”计划,毫无疑问,它将会迎来一个巨大、更加富有挑战性的市场。
汽车产业一直都是世界上最大的产业之一,面对新能源革命。
新能源汽车大概率将会在未来成为事关国计民生的重要支柱产业,而动力电池恰恰就是新能源汽车的生命源泉所在。
在三元锂电池领域宁德时代已经是老大了。
随着CTP技术的无钴电池的出现,宁德时代将磷酸铁锂电池的成本降低到了600元以内,而三元锂的成本还维持在1000元左右。
正是由于宁德时代磷酸铁锂电池成本的大幅降低,也吸引了迫切想要提升销量的特斯拉,两者一拍即合。为新车装上了磷酸铁锂电池,这样一来,特斯拉的新车的价格有望进一步下降。
最终受益的还是咱们老百姓。
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