¿Cuál es mejor, la batería de fosfato de hierro y litio o la batería ternaria de iones de litio?

La batería de fosfato de hierro y litio es una batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material de ánodo. El material del electrodo positivo de la batería de iones de litio incluye óxido de cobalto de litio, manganita de litio, niquelato de litio, material ternario, fosfato de hierro y litio, etc. El óxido de cobalto de litio es el material de ánodo más popular de material de iones de litio en la actualidad.

La batería de iones de litio de polímero ternario es una batería de iones de litio que utiliza material ternario de litio, níquel, cobalto y manganeso como material de ánodo. Hay muchos tipos de materiales de ánodo de material de iones de litio, esos materiales populares incluyen óxido de cobalto de litio, manganita de litio, niquelato de litio, material ternario, fosfato de hierro y litio, etc.

batería de fosfato de hierro y litio

La batería de fosfato de hierro y litio es una batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material de ánodo. Su característica es la exclusión de elementos nobles como el cobalto, etc. No hay problema de material entrante porque la materia prima es barata y el fósforo y el hierro tienen abundantes recursos en la tierra. Con un voltaje de trabajo adecuado (3,2 V), gran capacitancia bajo el peso de la unidad (170 mAh / g), alta potencia de descarga, ciclo de vida recargable y prolongado, también tiene buena estabilidad bajo calentamiento de batería y ambiente de alta temperatura.

Ventajas:

En comparación con la batería de óxido de cobalto de litio y manganita de litio normal del mercado reciente, la batería de fosfato de hierro y litio tiene al menos cinco ventajas: mayor seguridad, ciclo de vida más largo, sin metales pesados o metales raros (bajo costo de la materia prima), admite carga rápida y más amplia temperatura de trabajo.

Desventajas:

Existen algunas desventajas en el rendimiento de la batería de fosfato de hierro y litio, como la baja densidad del grifo y la densidad de compactación, lo que da como resultado una menor densidad de energía; El rendimiento y la consistencia de la batería son deficientes debido al alto costo de preparación del material y al costo de fabricación; La consistencia del producto es deficiente; Incluso tiene un problema de propiedad intelectual.

batería de iones de litio de polímero ternario

La batería de iones de litio de polímero ternario es una batería de iones de litio que utiliza manganita de litio Ni-Co como material de ánodo ternario. Tal como dice Ouyang Minggao de la Universidad de Tsinghua: el material ternario en esta encuesta significa que el electrodo positivo usa ternario, mientras que el electrodo negativo es grafito. Esto se llama batería de energía ternaria. Durante la aplicación real, existe un material llamado titanato de litio, cuyo electrodo positivo usa ternario, el negativo es titanato de litio. Será más seguro y tendrá un ciclo de vida más largo, pero no pertenece a material ternario.

Ventajas:

La batería de iones de litio ternaria tiene una alta densidad de energía y su rendimiento de ciclo es mejor que el óxido de cobalto de litio normal. Hoy en día, con la mejora de la fórmula y la estructura, el voltaje nominal de la batería alcanza los 3,7 V, y la capacidad es mucho mayor que la de la batería de óxido de cobalto y litio.

Desventajas:

La batería de iones de litio de potencia ternaria incluye batería de aluminato de cobalto de níquel y litio, batería de iones de litio Li-NiCoMn, etc.La desventaja es la baja seguridad a altas temperaturas debido a la estructura inestable de alta temperatura de Alnico y el problema de gas monómero debido al alto valor de pH, que es muy peligrosa. Por último, pero no menos importante, cuesta mucho.

En resumen, después de una breve comparación, la batería de iones de litio de polímero ternario tiene un mejor rendimiento que la batería de fosfato de hierro y litio, pero ¿por qué se impide su desarrollo? Sobre todo, la batería ternaria de polímero de iones de litio será mejor.

De acuerdo con el material, la celda se puede dividir principalmente en fosfato de hierro y litio y material que contiene manganeso (incluye cobalto de litio, material ternario, etc.)

El voltaje nominal del hierro-litio es de 3,2 a 3,3 V, mientras que el de manganeso es de 3,6 a 3,7 V, que es la distinción más obvia.

Las ventajas del sistema de hierro-litio: ciclo de vida teórico prolongado, rendimiento de carga y descarga teóricamente bueno (¿por qué es teórico? Por favor, siga leyendo).

Las ventajas del sistema ternario: alta densidad de energía, buen rendimiento a baja temperatura, pequeño volumen, buena linealidad de descarga

Las desventajas del hierro de litio: gran volumen, gran peso, mala linealidad de descarga, rendimiento deficiente a baja temperatura

Las desventajas del sistema ternario: ciclo de vida más bajo, ciclo de vida deficiente a altas temperaturas.

Muchos artículos introducen el hierro litio y refieren que el ciclo de vida es de al menos 1500, y también es normal que sea 2000-3000. Si esta es la verdad, las ventajas de los iones de litio serán obvias, pero hay una gran diferencia entre lo ideal y la realidad. He visto una pila de hierro y litio producida por una gran fábrica nacional. Su ciclo de vida real es de alrededor de 100, apenas lo suficiente para comparar con el ácido plúmbico, que en teoría es 2000, pero en realidad es 1/20. Es un ejemplo negativo, pero no representativo. Según la experiencia reciente, el hierro litio con buena calidad tendrá una mejor vida útil, pero aún es mucho más bajo que el estándar teórico, incluso insignificante.

Por lo tanto, no es confiable seleccionar hierro de litio solo en función del ciclo de vida.

Rendimiento a baja temperatura

El rendimiento a baja temperatura es un problema inherente al hierro litio. Solo puede alcanzar el 75% de la capacidad en verano a -0 ~ 5 ℃ en las áreas de Jiangsu y Zhejiang en invierno, e incluso más bajo en condiciones de alta corriente para vehículos de alta potencia. Mientras que la batería ternaria de iones de litio puede alcanzar el 90% de su capacidad en verano a la misma temperatura. Se ve ligeramente afectado por la temperatura, pero si lo usa en una zona más al norte, será mucho más baja. Los clientes de diferentes distritos deben considerar este problema al elegir material de iones de litio.

Linealidad de descarga

En resumen, la linealidad de descarga significa la relación entre la cantidad eléctrica y el voltaje.

Debido a las propiedades del material, el hierro litio tiene un estado de alto voltaje, un estado de mantenimiento y un estado de bajo voltaje. El voltaje cae muy rápido en estado de alto voltaje y bajo voltaje, pero muy lento en estado de mantenimiento. El resultado final es que la batería de hierro-litio con carga completa pierde varios V de capacidad durante el arranque del vehículo, luego entra en estado de mantenimiento y disminuye muy lentamente. Después de descargar alrededor del 80% -90% de la capacidad, se encuentra en estado de bajo voltaje. Por un lado, esta característica de descarga es buena porque el voltaje es muy estable durante el estado de descarga. Por otro lado, el usuario no puede juzgar la capacidad de descanso fácilmente mediante la presentación de datos del voltaje, puede necesitar empujar el vehículo en el camino.

Rendimiento de sobrecarga y sobredescarga

Una de las ventajas del hierro litio (teóricamente) es la resistencia a la sobrecarga y descarga excesiva. En términos generales, no hay peligro de sobrecargar el hierro de litio a 5 V en poco tiempo y no hay un efecto obvio en el rendimiento después de descargar la corriente redundante inmediatamente. La batería de iones de litio de manganeso tiene una clara reacción de sobrecarga a 5 V, lo que daña la celda terriblemente.

El hierro de litio puede volver a su estado normal después de una descarga excesiva a 0 V (el rendimiento disminuirá levemente), mientras que el sistema ternario se raspa después de una carga excesiva a 0 V.

Basado en lo anterior, el hierro de litio tiene un mejor rendimiento de sobrecarga y descarga excesiva.

En realidad, debido a la aguda curva de carga y descarga de hierro litio en estado de alto voltaje y estado de bajo voltaje, solo raras veces la capacidad de electricidad puede tomar cambios aparentes en el voltaje. La aplicación real es totalmente diferente del significado literal.

En comparación con la celda del sistema ternario con el hierro de litio que tiene la misma capacidad, el voltaje del hierro de litio aumentará muy rápido y se desechará antes que el que contiene manganeso durante la prueba de sobrecarga en cascada después de la carga completa. También lo hace la prueba de descarga excesiva. La limitación mínima de sobrecarga de una sola batería es de 0 V, pero la batería nunca se detendrá incluso después de una descarga excesiva a 0 V, y la celda estará bajo voltaje negativo rápidamente, lo que resultará en un desecho.

Volumen

El hierro de litio no tiene la ventaja del volumen. Con el mismo tamaño, el hierro litio solo tiene una capacidad de 10AH, mientras que el sistema ternario supera los 15AH. Esto conduce a una gran diferencia con las motocicletas eléctricas de alta potencia recientes.

Tomando el tamaño diferente del automóvil eléctrico, por ejemplo, necesita instalar alrededor de 72V80AH para la batería de litio-hierro, pero también necesita reacondicionarse mucho para una de 100AH. Si se reemplaza con una batería ternaria de litio, es fácil instalar una batería de 150AH, e incluso no es difícil para 200AH. Pero el hierro de litio carece de ventajas para la demanda del usuario de rendimiento de descarga de larga distancia y alta corriente. No solo la corriente de carga, sino también el kilometraje de resistencia están muy por debajo de la adquisición.

Ciclo de vida real

Si la calidad del hierro-litio es buena, la atenuación de un año se puede controlar dentro del 5% y el año siguiente es del 15%. En cuanto al material ternario, la atenuación de un año se puede controlar dentro del 7-10%, y el año siguiente es del 20-25%. Estos análisis de datos pueden ser un poco diferentes de la aplicación real, debido al efecto de la carga de uso y la frecuencia de operación.

Por encima de todo, el rendimiento del hierro-litio se puede describir de la siguiente manera: tamaño más grande, rendimiento deficiente a baja temperatura, pero puede mantener una tasa de deterioro estable dentro del ciclo de vida. Normalmente, se puede utilizar durante unos 5 años. Las características del sistema ternario son tamaño pequeño, mayor volumen, rendimiento sin diferencias obvias en invierno, gran capacidad inicial, mejor kilometraje de resistencia que el hierro de litio, aparentemente menor capacidad en la etapa final. Normalmente, se puede utilizar durante unos 3 años.