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LFP电池是什么意思,LFP磷酸铁锂电池和NMC三元锂电池的区别?

LFP电池是什么意思,LFP磷酸铁锂电池和NMC三元锂电池的区别?

发布人:lfp电池-格瑞普 发布时间:2023-09-12 浏览次数:1663

  LFP电池是什么意思?

  LFP电池是指磷酸铁锂电池(Lithium Iron Phosphate Battery)的简称。它是一种新型的锂离子电池,由锂离子电池的一种,具有高能量密度、长寿命、安全性好等特点,被广泛应用于电动汽车、储能系统、电动工具等领域,既然如此,那LFP磷酸铁锂电池和NMC三元锂电池的区别有哪些呢?

LFP电池

  LFP电池的正式名称为锂铁磷酸锂电池,它的正极材料是磷酸铁锂(LiFePO4),负极材料是石墨,电解质是有机溶液。与其他类型的锂离子电池相比,LFP电池具有以下几个特点:

  1、高能量密度:LFP电池具有较高的能量密度,能够提供较长的续航里程。这使得它成为电动汽车等领域的理想选择。

  2、长寿命:LFP电池具有较长的寿命,可以进行大约2000到5000次的充放电循环,大大延长了电池的使用寿命。

  3、安全性好:LFP电池在安全性方面表现优异,不易发生过热、燃烧等危险情况。这得益于其正极材料的稳定性和抗热性能。

  4、不含重金属:LFP电池不含有汞、铅等重金属,对环境友好,符合环保要求。

  由于上述优点,LFP电池在电动汽车、储能系统、电动工具等领域得到了广泛应用。在电动汽车领域,LFP电池的高能量密度和长寿命使得车辆能够拥有更长的续航里程,并且减少了电池更换的频率,提高了电动汽车的经济性。在储能系统领域,LFP电池可以用于储存太阳能、风能等可再生能源,提供持续稳定的电力供应。在电动工具领域,LFP电池具有轻便、高效、安全等特点,被广泛应用于各类电动工具中。

lfp磷酸锂铁电池和NMC三元锂电池

  LFP磷酸铁锂电池和NMC三元锂电池的区别有哪些?

  1、能量密度:NMC三元锂电池 > LFP磷酸铁锂电池

  能量密度是评价电池性能的重要指标。一般来说,能量密度越高,电池单位重量或体积所能容纳的电量就越多,续航里程也就越远。例如,两块重量和大小相同的矿石,一块杂质多一点,一块杂质少一点,提取率高一点,无疑会更有价值。因此,同样体积下,能量密度越高,蓄电能力越强。

  LFP由于其固有的化学特性,电荷低,能量密度约为140Wh/kg。NCM电压高,能量密度基本在240kWh/kg。也就是说,同等重量下,NCM的能量密度是LFP的1.7倍。

  目前NCM锂电池有NCM523、NCM622和NCM811三种。这三种锂电池都是根据正极材料中镍、钴、锰的比例来命名的,比如811电池。正极材料主要由80%的镍、10%的钴和10%的锰组成。简单来说就是在之前NCM的基础上将电极材料改为8:1:1。

  随着对电池能量密度的要求越来越高,高镍NCM811是电池发展的重点突破方向。选择它的主要原因是镍含量的增加会促进三元(镍钴锰)正极材料的比容量上升,可以进一步扩大电池的能量密度,以及电能储存能力会随着能量密度的增加而上升。

  2、安全性:LFP磷酸铁锂电池 > NMC三元锂电池

  由于材料的原因,LFP 具有最好的热稳定性。电热峰值超过350℃,化学成分在500℃至600℃之间开始分解。但其耐低温性能较差,3500mAh容量的pack,在-10℃环境下工作,100次充放电循环,已经处于报废状态。相比之下,NCM材料不稳定,往往在200度左右容易分解,电解液在高温作用下会迅速燃烧,引发连锁反应,甚至引起车辆自燃!所以很多搭载NCM锂电池的新能源汽车都需要加入温度保护和BMS来保护电池。所以在高温下,磷酸铁锂的安全性是比较高的。

  3、低温性能:NMC三元锂电池 > LFP磷酸铁锂电池

  冬季电动车续航里程衰减普遍,磷酸铁锂电池的低温性能比三元锂电池差。磷酸铁锂的温度下限为-20℃,低温环境电性能较差。 LFP容量保持率在0℃时约为60-70%,-10℃时约为40-50%,-20℃时约为20-30%。NCM的低温极限为-30℃,低温放电性能好。在与LFP同等低温条件下,冬季续航里程衰减小于15%,明显高于LFP。冬季电动车续航里程衰减普遍,磷酸铁锂的低温性能比三元锂电池差。

  4、寿命:LFP磷酸铁锂电池 > NMC三元锂电池

  电池寿命是电池在反复充放电后的衰减,一般电动车充满电后,有效电量衰减到原来电量的80%以下,这就意味着需要更换电池了,更换标准与手机相同。

  一般来说,LFP的完整充放电循环次数可达3500次以上。每次充放电后,电量都会衰减一次,衰减数次后,原来的电量将不足80%。例如它每天循环一次,LFP 需要将近 10 年的时间才能开始衰变和更换。

  与 LFP 不同,NCM 的寿命比 LFP 电池短。完成2000次以上的充放电循环后,会开始出现衰减现象,时间一般为6年左右。但是,通过电池管理等方法,可以稍微延长电池寿命,但只能延长一点点。

  当然,电池组的寿命并不是单个电芯寿命的总和。作为组合,如果其中电池的性能高度一致,则电池组的寿命只能接近单个电池的寿命。

  5、制造成本:NMC三元锂电池 > LFP磷酸铁锂电池

  关于成本,LFP磷酸铁锂电池也有巨大的优势。它们不含贵金属(镍钴元素),因此生产成本更低。NCM使用多种镍、钴、锰材料,生产高镍电池对工艺环境要求比较严格,目前成本较高。

  其次,近年来,锂、钴等金属资源面临紧缺问题,尤其是钴金属,价格暴涨,报价超过20万元/吨。而一吨电解镍的价格,现在也在11万元左右。于是,不少电池企业不得不转向811,提高镍含量,降低钴含量,从而降低成本。

  结合能量密度、低温性能、安全性、使用寿命和成本这些因素,LFP和NCM各有优势,但谁胜谁负还真不好说。

  在实际使用中,磷酸铁锂具有耐高温、安全稳定性强、价格低廉、循环性能更好等优点。原材料价格低廉,地球上有丰富的磷铁资源,不存在材料供应问题。

  综上所述,虽然LFP磷酸铁锂电池和NMC三元锂电池都是锂离子电池,但它们在化学构成、性能特点和应用领域上存在一定区别。选择合适的电池材料需根据具体需求来确定,以充分发挥其优势和特点。

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