リン酸鉄リチウム電池と三元リチウムイオン電池のどちらが良いですか？

リン酸鉄リチウム電池は、リン酸鉄リチウムを陽極材料として使用したリチウムイオン電池です。リチウムイオン電池の正極材料には、リチウムコバルト酸化物、リチウムマンガナイト、リチウムニッケル酸塩、三元材料、リチウム鉄リン酸塩などが含まれる。リチウムコバルト酸化物は、現在、リチウムイオン材料の最も人気のあるアノード材料である。

三元ポリマーリチウムイオン電池は、リチウム、ニッケル、コバルト、マンガンの三元材料をアノード材料として使用するリチウムイオン電池です。リチウムイオン材料のアノード材料には多くの種類があり、それらの人気のある材料には、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、三元材料、リン酸鉄リチウムなどがあります。

リン酸鉄リチウム電池

リン酸鉄リチウム電池は、リン酸鉄リチウムを陽極材料として使用したリチウムイオン電池です。コバルトなどの貴元素を排除しているのが特徴です。原料が安価で、リンや鉄は地球上に豊富な資源を持っているため、マテハンの問題はありません。適切な動作電圧（3.2V）、単位重量での大きな静電容量（170mAh / g）、高い放電電力、充電式で長いサイクル寿命により、バッテリーの加熱や高温環境でも優れた安定性を発揮します。

利点：

最近の市場の通常のコバルト酸リチウムおよびマンガン酸リチウム電池と比較して、リン酸鉄リチウム電池には少なくとも5つの利点があります。セキュリティが高く、サイクル寿命が長く、重金属やレアメタルがなく（原材料のコストが低い）、急速充電をサポートし、幅が広い作業温度。

短所：

タップ密度や圧縮密度が低く、エネルギー密度が低くなるなど、リン酸鉄リチウム電池の性能にはいくつかの欠点があります。材料の準備コストと製造コストが高いため、バッテリーの歩留まりと一貫性は低くなります。製品の一貫性が悪い。知的財産の問題さえあります。

三元ポリマーリチウムイオン電池

三元ポリマーリチウムイオン電池は、三元陽極材料としてNi-Coリチウムマンガナイトを使用したリチウムイオン電池です。清華大学のOuyangMinggaoが言っているように、この調査の3成分材料は、正極が3成分を使用し、負極がグラファイトであることを意味します。これは三元電源バッテリーと呼ばれます。実際の塗布では、チタン酸リチウムと呼ばれる材料があり、その正極は三元を使用し、負極はチタン酸リチウムです。より安全でサイクル寿命が長くなりますが、3成分材料には属しません。

利点：

三元リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、通常のコバルト酸リチウムよりもサイクル性能が優れています。現在、式と構造の改善により、バッテリーの公称電圧は3.7 Vに達し、容量はコバルト酸リチウムバッテリーよりもはるかに高くなっています。

短所：

三元電力リチウムイオン電池には、リチウムニッケルコバルトアルミン酸塩電池、Li-NiCoMnリチウムイオン電池などがあります。アルニコの高温構造が不安定なため高温安全性が低く、pH値が高いためモノマーガスの問題があります。とても危ない。大事なことを言い忘れましたが、それは多くの費用がかかります。

要約すると、簡単な比較の後、三元ポリマーリチウムイオン電池はリン酸鉄リチウム電池よりも優れた性能を持っていますが、なぜその開発が妨げられているのですか？とりわけ、三元ポリマーリチウムイオン電池が優れています。

材料に応じて、セルは主にリン酸鉄リチウムとマンガン含有材料（コバルト酸リチウム、三元材料などを含む）に分割できます。

リチウム鉄の公称電圧は3.2〜3.3Vですが、マンガン含有量は3.6〜3.7Vであり、これが最も明白な違いです。

リチウム鉄システムの利点：理論上のサイクル寿命が長く、理論的に優れた充電および放電性能（理論上の理由は？先読みしてください）。

三元システムの利点：高エネルギー密度、優れた低温性能、少量、優れた放電直線性

リチウム鉄の欠点：大容量、重量、放電直線性の悪さ、低温性能の悪さ

三元系の欠点：サイクル寿命が短い、高温下でのサイクル寿命が短い。

多くの記事でリチウム鉄が紹介されており、サイクル寿命は少なくとも1500であり、2000〜3000であるのも普通です。これが真実なら、リチウムイオンの利点は明らかですが、理想と現実の間には大きな違いがあります。国立の大きな工場で製造されたリチウム鉄電池を見たことがあります。実際のサイクル寿命は約100で、理論的には2000である鉛酸と比較するにはほとんど不十分ですが、実際には1/20です。これは否定的な例ですが、代表的なものではありません。最近の経験に基づくと、高品質のリチウム鉄はサイクル寿命が長くなりますが、それでも理論上の基準よりはるかに低く、無視できる程度です。

したがって、サイクル寿命だけに基づいてリチウム鉄を選択することは信頼できません。

低温性能

低温性能はリチウム鉄に固有の問題です。冬の江蘇省と浙江省では、夏は-0〜5℃で容量の75％にしか到達できず、高出力車の大電流条件下ではさらに低くなります。一方、三元リチウムイオン電池は、同じ温度で夏に容量の90％に達する可能性があります。気温の影響は少ないですが、さらに北部で使うとかなり低くなります。さまざまな地区のお客様は、リチウムイオン材料を選択する際にこの問題を考慮する必要があります。

放電の直線性

要するに、放電の直線性とは、電気量と電圧の関係を意味します。

リチウム鉄は、材料特性により、高電圧状態、メンテナンス状態、低電圧状態があります。電圧は、高電圧状態と低電圧状態では非常に速く低下しますが、メンテナンス状態では非常に遅くなります。最終的な結果として、完全に充電されたリチウム鉄電池は、車両の始動中に数Vの容量を失い、その後メンテナンス状態になり、非常にゆっくりと減少します。約80％〜90％の容量を放電した後、低電圧状態になります。一方では、放電状態の間、電圧が非常に安定しているため、この放電機能は優れています。一方、ユーザーは電圧のデータ提示によって残りの容量を簡単に判断することはできず、途中で車両を押す必要があるかもしれません。

過充電および過放電性能

リチウム鉄の利点の1つは（理論的には）過充電と過放電の耐性です。一般的に、リチウムイオンを短時間で5Vに過充電する危険はなく、冗長電流をすぐに放電した後の性能への明らかな影響はありません。マンガンリチウムイオン電池は、5Vに対して明確な過充電反応を示し、セルにひどい損傷を与えます。

リチウム鉄は、0Vに過放電すると通常の状態に戻る可能性がありますが（パフォーマンスはわずかに低下します）、0Vに過充電すると3成分系が削られます。

以上のことから、リチウムイオンは過充電、過放電の性能が優れています。

実際、高電圧状態と低電圧状態での充電と放電のリチウム鉄の鋭い曲線のために、電圧の明らかな変化をとることができるのは電気容量だけです。実際のアプリケーションは、文字通りの意味とはまったく異なります。

同じ容量のリチウム鉄を使用した三元システムセルと比較すると、リチウム鉄の電圧は非常に速く上昇し、完全に充電された後のカスケード過充電テスト中にマンガン含有よりも早くスクラップになります。過放電テストも同様です。単一バッテリーの過充電の最小制限は0Vですが、0Vに過放電した後でもバッテリーパックが停止することはなく、セルは急速に負電圧になり、スクラップになります。

ボリューム

リチウム鉄には体積の利点がありません。同じサイズのリチウム鉄の容量は10AHのみですが、3成分系は15AHを超えます。これは、最近の高出力電動バイクとの大きな違いにつながります。

異なるサイズの電気自動車を例にとると、リチウム鉄電池の場合は約72V80AHを取り付ける必要がありますが、100AHの場合は多くの修理も必要です。リチウム三元電池と交換すれば、150AH電池の取り付けが簡単で、200AHでも難しくありません。しかし、リチウム鉄は、長距離および高電流放電性能のユーザー要求に対する利点を欠いています。充電電流だけでなく、耐久マイレージも取得をはるかに下回っています。

実際のサイクル寿命

リチウム鉄の品質が良ければ、1年間の減衰は5％以内に抑えられ、翌年は15％になります。三元材料に関しては、1年の減衰は7-10％以内で制御でき、翌年は20-25％です。これらのデータ分析は、使用負荷や動作頻度の影響により、実際のアプリケーションとは多少異なる場合があります。

とりわけ、リチウム鉄の性能は次のように説明できます。サイズが大きく、低温性能が低いが、サイクル寿命内で安定した減衰率を維持できます。通常、5年程度使用できます。三元システムの特徴は、サイズが小さく、容量が大きく、冬のパフォーマンスに明らかな違いがなく、初期容量が大きく、リチウム鉄よりも耐久性が高く、最終段階では容量が明らかに小さいことです。通常、3年程度使用できます。