¿Batería Lifepo4 o batería ternaria de litio?
Sep. 29, 2020
Como fuente de energía de un automóvil, el rendimiento de la batería está directamente relacionado con la resistencia y seguridad de todo el vehículo. La batería de litio (especialmente la batería lifepo4 y la batería de litio ternaria) es el tipo de batería más utilizado en vehículos eléctricos e incluso en la mayoría de productos electrónicos. Ha existido durante casi medio siglo desde 1970. Sus principales ventajas son una alta densidad energética y un ciclo de vida prolongado.
En la actualidad, las baterías de iones de litio se clasifican principalmente de acuerdo con la diferencia de los materiales del electrodo positivo, porque los materiales del electrodo negativo tienen poco efecto en la densidad de energía de la batería, por lo que ahora el rendimiento de la batería se mejora mejorando continuamente los materiales del electrodo positivo. .
Los primeros seis tipos de materiales de batería en el mercado son titanato de litio, cobaltato de litio, manganato de litio, fosfato de hierro y litio, níquel cobalto manganeso y níquel cobalto aluminio. El titanato de litio se utiliza como material de electrodo negativo, y su densidad de energía es muy baja. obviamente no es adecuado para su uso en un vehículo eléctrico. El cobaltato de litio, por otro lado, tiene una densidad de energía relativamente alta, pero su vida útil y resistencia a altas temperaturas son relativamente pobres, y se usa principalmente en dispositivos digitales como teléfonos móviles. El manganato de litio es estable y de bajo costo, pero su densidad energética también es baja. Por lo tanto, desde la perspectiva de la densidad de energía y la seguridad, las baterías lifepo4 y las baterías ternarias de litio con mejor rendimiento se han convertido en la corriente principal de las baterías para vehículos eléctricos, pero estas dos baterías también tienen diferencias significativas en sus propias características.
Densidad de energia
Batería de litio ternaria> batería lifepo4
El factor más crítico para evaluar el rendimiento de la batería es la densidad de energía. Con el mismo volumen o peso, cuanto mayor es la densidad de energía, más energía proporciona y más dura la batería.
La batería Lifepo4 (LFP) es una batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material de electrodo positivo, y una batería de litio ternaria es una batería de litio con un elemento de níquel-cobalto como material de electrodo positivo y una sal de manganeso o aluminio para estabilizar la sustancia química. estructura. Hay principalmente NCM (níquel cobalto manganeso) y NCA (níquel cobalto aluminio).
Sujeto a las características químicas, la batería de fosfato de hierro y litio tiene una plataforma de bajo voltaje y la batería de fosfato de hierro y litio tiene una densidad de energía de aproximadamente 140 Wh / kg. La batería ternaria de litio tiene un alto voltaje y la densidad de energía es básicamente de 240 Wh / kg. Es decir, con el mismo peso de batería, la densidad de energía del litio ternario es 1,7 veces la del material lifepo4.
No hay duda de que la batería ternaria de litio tiene ventajas obvias en densidad de energía, pero la densidad de energía de la batería ternaria de litio con fórmula diferente también será diferente (níquel, cobalto, manganeso / aluminio en diferentes proporciones).
Rendimiento de seguridad
Batería Lifepo4> Batería de litio ternaria
La estabilidad térmica de lifepo4 es actualmente la mejor en baterías de litio para vehículos. El pico de calentamiento eléctrico es superior a 350 ° C. Cuando la temperatura de la batería es de 500-600 ° C, la composición química interna comienza a descomponerse.
La estabilidad térmica de la batería ternaria de litio es pobre y comienza a descomponerse alrededor de los 300 ° C. Por lo tanto, los requisitos para el sistema de gestión de la batería son muy altos y se necesitan un dispositivo de protección contra sobrecalentamiento y un sistema de gestión de la batería para proteger la seguridad de la batería. Por lo tanto, en condiciones de alta temperatura, la seguridad del fosfato de hierro y litio es relativamente alta.
Rendimiento a baja temperatura
Batería de litio ternaria> batería lifepo4
En invierno, la disminución de la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos se ha vuelto común. El rendimiento a baja temperatura de las baterías lifepo4 es inferior al de las baterías ternarias de litio. La batería lifepo4 tiene un límite de temperatura inferior de -20 ° C y un rendimiento de descarga deficiente en un entorno de baja temperatura. El uso de una batería de litio ternaria tiene un límite de temperatura baja de -30 ° C, y su rendimiento de descarga a baja temperatura es bueno. En las mismas condiciones de baja temperatura que la batería de fosfato de hierro y litio, la atenuación del kilometraje en invierno es inferior al 15%, que es significativamente más alta que la de la batería de fosfato de hierro y litio.
Por supuesto, para evitar una degradación significativa del kilometraje, la mayoría de los vehículos ahora cuentan con gestión térmica para garantizar el rendimiento invernal del vehículo eléctrico.
Vida cíclica
Batería Lifepo4> Batería de litio ternaria
El ciclo completo de carga-descarga de la batería lifepo4 se atenuará al 80% del original después de más de 3500 ciclos. Es decir, si la batería se carga y descarga una vez al día, la batería de fosfato de hierro y litio también mostrará una atenuación significativa durante casi 10 años.
La batería ternaria de litio tiene una vida más corta que la batería lifepo4. Cuando el ciclo completo de carga y descarga es más de 2000 veces, la atenuación comenzará a ocurrir, que es de aproximadamente 6 años.
Costo
Batería de litio ternaria> batería lifepo4
Hablando del costo de la batería, la batería lifepo4 también tiene una gran ventaja. No tiene metales preciosos (como níquel, cobalto), por lo que el costo de producción es menor.
La batería ternaria de litio utiliza una variedad de materiales como níquel-cobalto-manganeso, y la producción de baterías con alto contenido de níquel requiere un entorno de proceso relativamente estricto, y el costo actual es relativamente alto. Y después de años de desarrollo, como material clave, el litio, el cobalto y otros recursos metálicos comenzaron a endurecerse, especialmente el cobalto metálico, su precio está aumentando por completo.
Entonces, ¿batería lifepo4 o batería ternaria de litio?
Desde la perspectiva de la densidad de energía de la batería, el rendimiento a baja temperatura, la seguridad, la vida útil y el costo, la batería lifepo4 y la batería ternaria de litio tienen sus propias ventajas, por lo que es difícil decidir cuál gana. El hecho también conduce a la diferenciación de la ruta técnica del material del cátodo de la batería de litio de potencia.
