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　　导读： 对比之下，三元聚合物锂电池的确有着更优于磷酸铁锂电池的特质，然而为什么它的发展却受到了阻碍呢？新能源汽车的发展关键，同样是困扰着移动数码产品的关键――电池的发展。如何在安全的情况下保证电池技术能够满足消费者日益成长的需求，不仅是汽车科技相关行业人员，还是科研工作者在全领域的追求
　　说到要买新能源汽车，可能大部分的消费者第一时间想起的是“政策优惠”，虽然这有点尴尬但确实是相当实在的原因。在国内的销售环境中，新能源汽车要打开局面，可不仅仅是因为“环保”这样的任重道远的使命感。新能源车在售价和养护成本上的优势的确吸引了大部分现阶段仍然以用车成本为主的消费者的喜爱。
　　然而可能某些消费者的脚步会因为某些原因暂时停下对新能源车的好奇，这是因为多少都会被新能源车各种自燃的事件心有余悸。而这也正是笔者今天为什么要写这篇文章的原因。须知道不了解新能源车的根本--能源模块的优劣，而且不了解使用过程中需要注意的事项的话，其实和买一颗定时炸弹放在身边并没有什么不同。
　　磷酸铁锂电池：业已成熟却还不够
　　磷酸铁锂电极材料是目前最安全的锂离子电池正极材料，加上其循环寿命达到2000次以上，标准充电（5小时率）使用，可达到2000次的循环性特点，再加上由于产业成熟而带来的价技术门槛和技术的下降，使得很多厂商出于各种因素考虑都会采用磷酸铁锂电池。可以说新能源汽车的兴起，和磷酸铁锂电池有着不可或分的关系。
　　不过，磷酸铁锂电池有一个致命性的缺点，那就是低温性能较差，即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。研究表明，一块容量为3500mAh的电池，如果在-10℃的环境中工作，经过不到100次的充放电循环，电量将急剧衰减至500mAh，基本就报废了。这对于我国幅员辽阔，冬天低气温的确较多的综合国情来说，的确不是一件好事。
　　此外，材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差，这也是导致很多纯电动汽车续航能力并不能达到标称值的重要原因。因此，我们可以看到国内有不少的新能源汽车（无论是纯电动还是混合电动），或者是一些比较廉价的新能源汽车，会出于不同的原因选择磷酸铁锂电池。可以说，磷酸铁锂电池的使用，对于新能源汽车量产落地以及推广，都有着不可磨灭的奠基作用。
　　对比之下，三元聚合物锂电池的确有着更优于磷酸铁锂电池的特质，然而为什么它的发展却受到了阻碍呢？
　　三元聚合物锂电池：不安分的未来
　　三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2）三元正极材料的锂电池，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。三元锂电池能量密度更大，但安全性经常受到怀疑。
　　之所以会有这样的原因是即便这两种材料都会在到达一定温度时发生分解，三元锂材料会在更低的200度左右发生分解，而磷酸铁锂材料是在800度左右。并且三元锂材料的化学反映更加剧烈，会释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应。说简单点，就是三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火。不过需要注意的是，我们提到的是材料，而不是已经成为成品的电池。
　　正因为三元锂材料有这样的安全隐患，所以厂商也在努力往抑制产生事故的方向走。根据三元锂材料容易热解的特性，厂商在过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）这几个环节上都会下不少的功夫。所以自燃事件更多是应该考量厂商在这几个环节的功能是否落实到位，而不是简单的因噎废食。
　　那么这两种电池现在的使用情况又是怎么样的呢？让我们来关注一组数据。去年11月，磷酸铁锂电池的电动大巴装机量占到了64.9%，三元锂电池装机量只有27.6%。相反，在纯电动乘用车市场，三元锂电池在去年11月的装机量超过76%。
　　可以看出，三元锂电池自身能量密度更大的优势，应该是要作为未来汽车新能源存储设备而生的。而现在发生相关的安全事件，在新能源汽车的普及仍然处于初级阶段的时候，可以称得上是一件好事。很多新能源汽车相关企业为了能够完成抢占市场和获得政策支持的双重目标，放宽技术要求，大量生产经不起长时间反复使用的能源组件。汽车工作的环境是严苛的，长时间使用这些零部件，发生安全事故的原因难免大大增高。
　　因此我们可以认为在中国电动车百人会上工业和信息化部装备司司长张相木发表要对三元锂电池客车的安全性能进行评估，是国家有关部门有意从政策层面上进行一次标准的界定，以促进行业标准的产生。无论是对于消费者还是厂商，在未来都有着相当积极的意义。因此没有必要因为在网上片面地看到三元锂电池的安全事故消息就裹足不前，材料都是会有危险的，关键在于如何牢牢地控制。
　　不同类型新能源车的电池：统一要求
　　说完了电池的情况，笔者认为对于新能源汽车的情况，还需要和大家简单介绍一下电池在车辆中的作用。毕竟购买纯电动汽车的消费者仍然占少数，更多朋友所关注的是混合动力汽车。而混合动力汽车严格来说可以分成三种：普通混合动力汽车，插电式混合动力汽车和增程式混合动力汽车。
　　上面三种汽车中电池容量的排列从小到大恰好是普通混合动力汽车＜插电式混合动力汽车≤增程式混合动力汽车。普通混合动力汽车的电池不可充电，电池用于启动和急加速状态；插电式混合动力汽车的电池在普通混合动力汽车电池的基础上增大容量且可充电，具备更加出色的加速能力和省油能力；而增程式混合动力汽车的发动机用于驱动电机发电，更倾向于纯电动汽车。
　　这三种混合动力汽车模式各有利弊，在现阶段的主力也是以普通混合动力和插电式混合动力为主。正是因为三种混合动力汽车的特质均有对于电池寿命和工作环境的共同点，因此无论是购买采用何种模式的混合动力汽车，消费者都要留意相关的参数，如电池材质、使用环境和最佳工作状态等。与此同时，厂商也应该在设计过程中严格把控电池质量和相关安全设置，确保使用的安全高效。
　　新能源汽车的发展的关键，在于其使用体验是否能够媲美甚至超越传统的内燃机汽车，同时在购买与售后环节中是否有更加出色的优势。在笔者看来，新能源汽车的发展关键，同样是困扰着移动数码产品的关键--电池的发展。如何在安全的情况下保证电池技术能够满足消费者日益成长的需求，不仅是汽车科技相关行业人员，还是科研工作者在全领域的追求。
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客服邮箱：磷酸铁锂还是三元锂 动力电池再迎技术路线之争
来源：第一财经日报
作者：杨海艳
原标题：动力电池再迎技术路线之争
　　究竟是磷酸铁锂，还是三元锂电池更安全?
　　这个原本在此前相当一段时间已经“止息”的争论，近期又因为相关部门下发的《关于对“暂缓在商用车上使用三元材料动力锂离子电池建议的函”征求企业意见的通知》(下称“通知”)而再度被业内关注。
　　早在几天前，《第
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一财经日报》记者就了解到，相关部门向工信部递交了“关于暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池建议的函”，认为：三元材料动力锂离子电池与磷酸铁锂动力锂离子电池相比，存在较大的安全风险，而商用车(尤其是商用客车)乘员较多，一旦发生事故，可能带来严重后果。因此，建议工信部暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池。
　　消息传出后，遭到不少锂电池行业人士以及生产厂家的反对，有业内人士认为，虽然磷酸铁锂相对来说较三元锂电池更加安全，但去年几起新能源公交车起火事件，涉事的公交车使用的都是磷酸铁锂而非三元锂电池。电池安全性不能简单靠限制材料类型来解决，需从改进关键材料安全性能、提升生产质量保障能力、完善电池管理等方面综合考虑。
　　即便如此，工信部装备工业司司长张相木1月24日在电动汽车百人会“动力电池的发展与突破”峰会上表示，出于对动力电池安全问题的考虑，目前国家将暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。虽然只是“暂停”，但国家相关部门的这一决定无疑是给蓬勃发展的三元锂电池行业泼了一盆冷水，如何平衡续航和安全两大问题，再度成为业内企业应该给予关注的焦点性话题。
　　众所周知，锂离子电池由于材料的不同可以分为磷酸铁锂、三元锂、碳酸锂、镍酸锂等多种类型。在此之前，国内新能源车企等一直坚持磷酸铁锂电池路线，而以特斯拉为代表的新能源车企一直在走三元锂电池之路。与后者相比，磷酸铁锂的量产成熟度要比三元材料、多元复合材料更高。同时从材料层面讲，也具有更高的安全性，但三元材料、多元复合材料在能量密度方面比磷酸铁锂有优势。因此，从续航里程上看，特斯拉的续航里程大大超越比亚迪旗下车型。
　　由于磷酸铁锂能量密度基本上已经缺乏大幅度提升空间，在国家对新能源乘用车续航里程要求越来越高的背景下，一直被认作是磷酸铁锂路线的坚守者比亚迪开始在新能源车型“唐”上应用三元锂电池，而包括北汽、江淮、奇瑞、上汽等更多的国内新能源生产企业也开始放弃磷酸铁锂路线，转投三元锂电池领域。
　　高工产研锂电研究所(GGII)提供的市场调研数据显示，2015年上半年国内汽车动力锂电池产值为112亿元，其中三元电池占比为21%，较2014年的10%提升11个百分点。三元材料动力电池增速加快，而磷酸铁锂增速则相对放缓。按照业内人士预计，未来一段时间内，中国电动乘用车领域铁锂、三元并行的电池路线可能会向三元电池路线倾斜。此前有行业研究机构预测，三元动力电池的市场占比今年将达到25%，到2017年，这个比重将会增长到50%。
　　从产业布局上看，越来越多磷酸铁锂生产厂家都开始关注三元材料开发。此前就表示，公司正在积极加快复合三元材料电池的研发及产业化进度。而A股最大锂电池厂商也曾在其2015年半年报中披露，公司本部二期工厂将用于生产三元电池，目前厂房已经封顶，主要进口设备和配套设备合同签订完毕，计划今年年底实现量产。而包括韩国三星SDI以及LG等动力电池生产企业，在产能布局上也主要着眼于三元锂电池。
　　但是，这并不意味着，未来就将绝对是三元锂电池统领天下，电池行业一向是一代材料一代技术，整个行业一直并没有停止对新材料和新技术的挖掘，更高的能量密度和更安全的性能永远是企业试图平衡的两大命题。业内对于石墨烯电池的研发和关注一直不曾停止，而新能源车企自身也不断在动力电池上发力，据称大众汽车正在开发“超级电池”，试图将电动汽车的续航里程提升至700公里。即便如此，也很难说未来将有某一种技术垄断整个行业和消费市场。
　　正如新能源研究所所长陈顺东所认为的：三元锂PK磷酸铁锂技术路线之争看似巨大，但对于用户和整车企业来说，两种技术路线实则各有千秋。归根结底，不同车型选择适合其运营的不同电池，才是问题的根本所在。与此同时，波士顿电池工程与战略企划副总裁苑文学认为“目前业内对电动汽车安全性的关注和讨论，过多地自动地聚焦在电池层面，而对于电池成组层面的应用安全设计关注和讨论都相对欠缺”。在他看来，动力电池的应用安全是一个系统工程，在不能保证电池热失控完全不发生的情况下，要通过BMS（电池管理系统）、TMS、熔断保护、热障、结构集成等等，在成组设计中设置多重的安全保障。而在与车辆的匹配过程中，周到和精细的应用设计，尤其是充分耐久性试验认证是必不可少的。如果不能系统的对动力电池的安全性加以重视，在他看来，孤立的谈论技术路线和安全是没有意义的。
(责任编辑：李腾飞)
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磷酸铁锂和三元锂电池哪个好？各项试验数据对比
时间： 1:04:35来源：天津力神浏览次数：
摘要：利用相同的电池结构，分别选用三元材料与磷酸铁锂材料制作电池，进行不同条件下放电、充电及循环测试，三元材料在充电倍率、放电倍率、不同温度放电性能上具有优势，而磷酸铁锂材料在循环性能上更优，1 C 循环5 000 次后仍能保持80%以上的初始容量。
关键词：；三元材料；磷酸铁锂
　　锂离子电池经过30年的发展，比能量、比功率等性能有较大的提高，已成功应用于汽车上。受电池比能量限制，纯电动汽车续航里程有限，是制约发展的瓶颈，国外汽车厂近期规划以开发混合动力汽车为主。目前应用于锂离子电池的正极材料主要有锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料等材料，目前使用的功率型电池正极主要选用磷酸铁锂和三元两种材料。本文采用相同的电池壳盖、负极材料及内部结构设计，分别制作磷酸铁锂和三元两种正极材料的电池，比较两种电池的比能量、比功率、循环、高低温特性等性能，对比分析两种电池性能差异。
1.1 实验材料选择
　　正极材料磷酸铁锂和镍钴锰配比为1∶1∶1 的三元材料，负极选用MCMB，电解液选用EC、PC、EMC 和DEC 组成的混合溶剂，电解质为LiPF6 作为锂盐，隔膜选用单层PP25 &m。
1.2 多孔膜电极与复合薄膜电极的制备
　　采用方形铝壳LP2770102 电池的壳、盖及内部相同的多极耳卷绕结构，按照电池制作工艺分别制作正极材料为磷酸铁锂和三元材料的两种电池。得到平均容量、内阻、质量分别为7.2 Ah、1.06 m&O、361 g；三元材料平均电池8.6 Ah、1.12 m&O、360 g。
1.3 分析与测试
　　测试条件为：三元材料电池充放电电压控制范围为2.5~4.2 V，1 C =7.5 A，磷酸铁锂材料电池充放电电压控制范围为2.0～3.65 V，1 C =6.5 Ah，无特殊说明测试温度为(25&2)℃。
2 结果与讨论
2.1 放电性能测试
　　从图1 与表1 可得出，相同体积电池，正极使用三元材料比使用磷酸铁锂材料放电容量高19.4%，比能量高37.5%，放电比功率高39.7%。由于三元材料质量比容量、压实密度均高于磷酸铁锂材料，所以使用三元材料电池放电有较大优势。
（a）三元材料电池放电曲线
(b)磷酸铁锂电池放电曲线
图1 &倍率放电曲线
表1 电池放电数据
2.2 充电性能比较
　　从图2 和表2 可见，三元材料电池与磷酸铁锂材料电池在不大于10 C 充电时，恒流充电容量/ 总容量比例无明显差距，10 C 以上倍率充电时，磷酸铁锂电池恒流充电容量/ 总容量比例较小，充电倍率越大，恒流充电容量/ 总容量比例与三元材料电池差距越明显，这主要与磷酸铁锂在30%～80%SOC 是电压变化较小有关，如负极使用软碳或硬碳，磷酸铁锂电池大倍率充电性能够达到三元电池的水平。
（a）三元材料电池充电曲线
（b）磷酸铁锂电池充电曲线
图2 倍率充电曲线
表2 电池的充电数据
2.3 循环性能比较
　　图3 中三元材料电池循环3 900 次剩余容量66%，磷酸铁锂电池循环5 000 次剩余容量84%，循环寿命比三元材料电池，磷酸铁锂电池优势明显。按照剩余容量/ 初始容量=80%作为测试结束点，目前三元材料电池实验室1 C 循环寿命在2 500 次左右，磷酸铁锂电池实验室1 C 循环寿命在3 500 次以上，部分达到5 000 次以上。
图三 电池循环曲线
2.4 不同温度放电测试
　　不同温度电池的放电比较如图4 所示。在55 ℃条件下放电，三元材料电池与磷酸铁锂在常温下比较，放电容量都没有差别，－20 ℃条件下放电，三元材料电池放电容量/ 常温容量比例比磷酸铁锂电池高15%，如表3 所示。
（a）三元材料电池不同温度放电曲线
（b）磷酸铁锂电池不同温度放电曲线
图4 电池的放电曲线
表3 电池的放电数据
　　本文通过制作相同结构的电池，得出三元材料与磷酸铁锂材料在HEV 电池应用优缺点，三元材料在电池比能量、比功率、大倍率充电、低温性能等方面有优势，循环性能方面则是磷酸铁锂材料优势明显，在安全方面磷酸铁锂电池也优于三元材料。在选用电池时可根据不同用途选择，如大巴车空间较大，对电池比能量和比功率要求相对较低，可选择磷酸铁锂材料电池，发挥其循环性能好的特性，轿车空间有限，电池用量小，则选用高比能量与高比功率三元材料电池更为合适。