Question

三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好？有什么区别？

Answer 1

9-6. 常见的六种锂电池各有什么特点？
答：最早的锂电池发明在上世纪七十年代，但锂是非常活泼的金属，因而安全性差，很容易起火或爆炸而搁置，无法推出产品。直到1991年日本索尼公司搞了锂离子电池才使锂电池逐步走上商用化之路。
锂离子电池是用一些不太活泼的金属来中和金属锂的活性，不使用金属锂而使用钴酸锂（LiCoO2），解决了金属锂太活泼的问题。锂离子电池具有容量大（200Wh/Kg，铅酸电池才40Wh/Kg），自放电小（0.1%/天，而铅酸电池1%/天），单格电势高（3.6V，铅酸电池2.0V），寿命较长（800次充放电循环）等优点，很受小型移动设备，如照相机、摄像机、手机、笔记本电脑的欢迎。但由于安全性差，不能制成大型，不能用于电动汽车上。
锂离子电池还有锂聚化物电池，就是电池的正极、负极或隔膜中其一或其二使用高分子聚化物制成，这种电池可以软包装（使用铝塑复合材料做外壳），因此避免了爆炸，可以做成任意形状，最薄可实现0.5mm，但聚化物电池和锂离子电池的工作原理是一样的，都是不依靠分解金属来产生电能，充电时，锂离子从正极通过电解液和多孔隔膜跑到负极去，放电时再回来。
为解决安全性问题和降低成本，1996年日本研制成功锰酸锂（LiMn2O4）电池，相对于锂离子的钴酸锂（LiCoO2）电池，安全性好很多，由于不再使用价格昂贵的“钴”，成本也下降不少。但缺点是容量和寿命均下降了四分之一，只有150Wh/Kg，600次循环。
人们发现使用镍代替钴不但可以降低成本，还可以提高容量，但寿命会下降很多，人们实验着用镍、钴、锰三种金属按不同比例，经过多次实验，于2008年制成了镍钴锰酸锂（LiNiMnCoO2）电池，这就是大名鼎鼎的“三元锂电池”。
三元聚化物锂电池的优点是：容量大（220Wh/Kg），单格电压也是3.6V，寿命比钴酸锂电池长一倍，可达1500次循环。安全性较好，低温下仍能输出电能（-5°C，可输出90%的电量，-15°还有75%的电量）；成本也较低。具有综合性价比最高，目前，绝大部分电动轿车都是使用的这种锂电池。
还有另外一种三元锂电池是镍钴铝酸锂（LiNiCoAlO2）电池，这种电池具有最大的比容量（260 Wh/Kg），但寿命只有500次循环，安全性也不大好。
以上四种锂电池（钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂）的安全性都不是非常好，在高温、大负荷、短路、碰撞、过充电这些极端的情况下，容易发生起火或爆炸等事故。为了避免以上事故的发生，人们研制了两种安全性很好的锂电池：
磷酸铁锂（LiFePO4）电池，这种电池的优势是：成本低，它既不用钴，又不用镍。除了必须的锂之外，只是用了很便宜的铁和磷，这就大大的降低了成本。另一个优点是：寿命长，一般可达2000次循环，最重要的优点是：安全性很好，在极端情况下也不会自燃和爆炸。被广泛使用在大型客车和公交车上。
但磷酸铁锂电池也有弱点：单格电压低，只有3.2V；容量只有150Wh/Kg；低温性能很差，在摄氏零下10度的环境中，经过100次充放电，容量会降低到初始值的七分之一，基本就报废了。所以不能在我国东北地区使用，只能用在我国南方。另外，制造的工艺学也不好，使电池的一致性差，制成电池组后寿命只有700次左右（容量不相同的电池串联或并联，容量小的最先损坏）。
钛酸锂（Li4Ti5O12）电池，这种电池是比较安全的锂电池，寿命也最高，可达5000次循环充放电。但缺点是：单格电压最低，只有2.4V，容量也最小，容量70Wh/Kg，只是比酸铅电池大一点点而已。