磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的區別詳細內容如下：鋰電池是最常用的電池類型之一，雖然時間不長，自1970年誕生以來，具有高能量密度，循環使用壽命長，很快占據了電動車電池市場的大部分。現在銷售配備鋰電池的電動汽車主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池這兩種。那么磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的區別是什么呢？
動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)核心，它是(shi)純電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)驅動(dong)(dong)(dong)能(neng)源的(de)唯一來源，直(zhi)接(jie)關系到電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)性能(neng)，電(dian)(dian)池(chi)(chi)壽命，直(zhi)接(jie)關系到電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)安全性。新能(neng)源汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)成本(ben)，電(dian)(dian)池(chi)(chi)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)系統占(zhan)用新能(neng)源汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)成本(ben)為30-50％。而自電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)誕生以來，動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)技術(shu)就具備了電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)的(de)實用過(guo)程。提高功(gong)率(lv)密度，能(neng)量(liang)密度，使用壽命和降低成本(ben)一直(zhi)是(shi)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)技術(shu)研(yan)發的(de)核心。

三(san)元鋰電(dian)池(chi)

三元聚合物鋰(li)電池是指(zhi)正(zheng)極材(cai)(cai)料使用鎳(nie)鈷錳酸鋰(li)（Li（NiCoMn）O2）或者鎳(nie)鈷鋁酸鋰(li)的(de)三元正(zheng)極材(cai)(cai)料的(de)鋰(li)電池，三元復合正(zheng)極材(cai)(cai)料是以鎳(nie)鹽(yan)、鈷鹽(yan)、錳鹽(yan)為原料，里面鎳(nie)鈷錳的(de)比(bi)例可以根據實際需要調整，三元材(cai)(cai)料做正(zheng)極的(de)電池相(xiang)對于鈷酸鋰(li)電池安全性高。

三(san)元鋰電(dian)池的正極材料(liao)
1999年Liu等首次報道了層(ceng)狀的(de)(de)鎳(nie)鉆(zhan)錳(meng)(meng)三元過渡金屬復合氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)，該氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)為LiCoO2/LiNiO2/LiMnO，共熔體，具有LiCoO2的(de)(de)良好循環(huan)性(xing)能、LiNiO，的(de)(de)高比容量(liang)和LiMnO，的(de)(de)安全性(xing).2001年T.Ohzuku等首次合成了具有優良性(xing)能的(de)(de)層(ceng)狀NaFeO，結構的(de)(de)LiNiuaCou3Mn/30，，鎳(nie)鉆(zhan)錳(meng)(meng)三元復合材(cai)料的(de)(de)研(yan)究(jiu)因此受到特別關注.層(ceng)狀鎳(nie)鉆(zhan)錳(meng)(meng)三元復合材(cai)料一定程度綜(zong)合了LiCo02、LiNiO2、LiMnO，的(de)(de)優勢，彌補(bu)了不足(zu)，改善(shan)了材(cai)料性(xing)能，降低了成本(ben).本(ben)文就近年來層(ceng)狀鎳(nie)鉆(zhan)錳(meng)(meng)三元復合材(cai)料的(de)(de)制法、性(xing)能方面的(de)(de)研(yan)究(jiu)狀況(kuang)進行綜(zong)述(shu)，并簡(jian)要概述(shu)了鋰離子電池正極材(cai)料的(de)(de)發展趨(qu)勢.

三元(yuan)鋰電池正極材料的結構特點
（1）層狀或隧(sui)道結構，以利于鋰離子的(de)(de)(de)脫嵌(qian)，且在鋰離子脫嵌(qian)時無(wu)結構上的(de)(de)(de)變化(hua)，以保證電極具有(you)良好的(de)(de)(de)可逆性能；
（2）鋰離子在(zai)其中的嵌入(ru)和脫出(chu)量大，電極有較高的容量，并且在(zai)鋰離子脫嵌時，電極反應的自由(you)能(neng)變化不大，以(yi)保(bao)證電池充放電電壓平穩；
（3）鋰離子在(zai)其(qi)中(zhong)應有較大的擴散系數，以使電(dian)池(chi)有良(liang)好的快速充(chong)放電(dian)性能。

磷酸(suan)鐵鋰電池

1997年(nian)，Padhi等人最早提(ti)出了LiFePO，的制備(bei)(bei)以(yi)及性能研究。LiFePO4具備(bei)(bei)橄欖石晶(jing)體(ti)結構，理(li)論容量(liang)為(wei)170mAh/g，有(you)(you)相對于鋰(li)金屬負(fu)極的穩定放電(dian)(dian)平臺，雖然大電(dian)(dian)流充放電(dian)(dian)存(cun)在一定的缺陷，但由于該(gai)材料具有(you)(you)理(li)論比能量(liang)高(gao)、電(dian)(dian)壓高(gao)、環境(jing)友好(hao)、成本(ben)低廉以(yi)及良好(hao)的熱穩定性等顯著優點，是近期研究的重(zhong)點替代材料之一。目前，人們主要采用高(gao)溫固相法(fa)(fa)制備(bei)(bei)LiFePO1粉體(ti)，除此之外，還(huan)有(you)(you)溶膠(jiao)-凝膠(jiao)法(fa)(fa)、水熱法(fa)(fa)等軟化(hua)學(xue)方法(fa)(fa)，這些(xie)方法(fa)(fa)都(dou)能得到(dao)顆粒細、純度高(gao)的LiFePO；材料。

磷(lin)酸鐵鋰(li)電池優勢
1、重量輕
同等(deng)規(gui)格容(rong)量的(de)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)電(dian)池的(de)體積是鉛(qian)酸(suan)電(dian)池體積的(de)2/3，重量是鉛(qian)酸(suan)電(dian)池的(de)1/3。
2、高溫性能好
磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)電熱峰值(zhi)可(ke)達350℃-500℃而錳酸(suan)(suan)鋰(li)和(he)鉆(zhan)酸(suan)(suan)鋰(li)只(zhi)在200℃左右。工作(zuo)溫(wen)度范(fan)圍(wei)寬廣（-20C—-75C），有耐高溫(wen)特性磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)電熱峰值(zhi)可(ke)達350℃-500℃而錳酸(suan)(suan)鋰(li)和(he)鉆(zhan)酸(suan)(suan)鋰(li)只(zhi)在200℃左右。
3、大(da)容量
n充(chong)(chong)電(dian)池(chi)(chi)在經(jing)常處于充(chong)(chong)滿不放完的(de)條(tiao)件下工作，容量會迅速低于額定容量值，這種現象叫做記(ji)憶效應。像鎳氫、鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)存(cun)在記(ji)憶性，而(er)磷(lin)酸鐵鋰電(dian)池(chi)(chi)無此現象，電(dian)池(chi)(chi)無論處于什么狀(zhuang)態，可(ke)隨充(chong)(chong)隨用，無須先放完再充(chong)(chong)電(dian)。
4、安全性能的改善
磷酸鐵鋰晶體中的P-0鍵穩固(gu)，難以分解(jie)，即(ji)便(bian)在高溫或過充時也(ye)不會像鉆(zhan)酸鋰一樣結構崩塌發熱或是形成強氧化性物(wu)質(zhi)，因此(ci)擁有良(liang)好的安全(quan)性。有報告指(zhi)出(chu)，實際操作(zuo)中針刺或短路實驗中發現(xian)有小部分樣品(pin)出(chu)現(xian)燃燒現(xian)象，但(dan)未出(chu)現(xian)一例(li)爆炸事件，而過充實驗中使用大(da)(da)大(da)(da)超(chao)出(chu)自身放電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓數倍的高電(dian)(dian)壓充電(dian)(dian)，發現(xian)依然(ran)有爆炸現(xian)象。雖然(ran)如此(ci)，其過充安全(quan)性較之普通液(ye)態(tai)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)鉆(zhan)酸鋰電(dian)(dian)池，已大(da)(da)有改善。
5、壽(shou)命的改善
磷酸鐵(tie)鋰(li)(li)電池(chi)是指用磷酸鐵(tie)鋰(li)(li)作為正極材料的(de)鋰(li)(li)離子電池(chi)。
長壽命鉛(qian)酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)循(xun)環壽命在300次(ci)(ci)(ci)左右，最高也就500次(ci)(ci)(ci)，而(er)磷(lin)酸(suan)(suan)鐵鋰動(dong)力電(dian)(dian)(dian)池(chi)，循(xun)環壽命達到(dao)2000次(ci)(ci)(ci)以上，標準充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)（5小時率）使用(yong)，可(ke)達到(dao)2000次(ci)(ci)(ci)。同質量的(de)(de)鉛(qian)酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)是“新(xin)半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就1~1.5年時間，而(er)磷(lin)酸(suan)(suan)鐵鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)在同樣條件下(xia)使用(yong)，理論壽命將達到(dao)7~8年。綜合(he)考慮，性能(neng)價格比(bi)理論上為鉛(qian)酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)4倍以上。大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)放電(dian)(dian)(dian)可(ke)大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)2C快速充(chong)(chong)放電(dian)(dian)(dian)，在專用(yong)充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器下(xia)，1.5C充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)40分鐘內即可(ke)使電(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)滿，起動(dong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)可(ke)達2c，而(er)鉛(qian)酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)無此性能(neng)。
6、環保

磷酸鐵鋰電(dian)池一般被(bei)認(ren)為是不(bu)含任何重金(jin)屬與稀(xi)有(you)(you)金(jin)屬（鎳氫電(dian)池需稀(xi)有(you)(you)金(jin)屬），無毒（SCS認(ren)證(zheng)通過），無污染，符合歐洲RoHS規定，為絕對的綠色(se)環保電(dian)池證(zheng)。所(suo)(suo)以鋰電(dian)池之所(suo)(suo)以被(bei)業界看好，主(zhu)要是環保考量(liang)，因此該電(dian)池又列入了“十五”期間的“863”
國(guo)家(jia)高(gao)科技發(fa)展計劃(hua)，成為(wei)國(guo)家(jia)重點支(zhi)持(chi)和鼓勵發(fa)展的(de)(de)項目。隨(sui)著中國(guo)加入WT0，中國(guo)電(dian)動自行(xing)車的(de)(de)出(chu)口量將迅速增大，而進入歐(ou)美的(de)(de)電(dian)動自行(xing)車已要求配備(bei)無污(wu)(wu)染電(dian)池(chi)。但(dan)有(you)(you)專家(jia)表(biao)示，鉛(qian)酸電(dian)池(chi)造成的(de)(de)環境(jing)污(wu)(wu)染，主(zhu)要發(fa)生在企業(ye)不(bu)規(gui)范的(de)(de)生產過(guo)程(cheng)和回收處理環節。同理，鋰電(dian)池(chi)屬于(yu)新能(neng)(neng)源行(xing)業(ye)不(bu)錯，但(dan)它也不(bu)能(neng)(neng)避免(mian)重金屬污(wu)(wu)染的(de)(de)問(wen)題。金屬材(cai)料加工中有(you)(you)鉛(qian)、砷、鎘、汞、鉻(ge)等都有(you)(you)可能(neng)(neng)會(hui)釋放到(dao)灰塵和水(shui)中。電(dian)池(chi)本身就是一種化(hua)學物(wu)質，所(suo)以(yi)有(you)(you)可能(neng)(neng)會(hui)產生兩種污(wu)(wu)染：①生產工程(cheng)中的(de)(de)工藝排(pai)泄物(wu)污(wu)(wu)染；②報廢以(yi)后的(de)(de)電(dian)池(chi)污(wu)(wu)染。

磷(lin)酸鐵鋰(li)(li)電池(chi)也(ye)有其缺點：例(li)如低(di)溫性能差，正(zheng)極材料振(zhen)實密度小，等容量的磷(lin)酸鐵鋰(li)(li)電池(chi)的體(ti)積要大(da)于鉆酸鋰(li)(li)等鋰(li)(li)離子電池(chi)，因此在微型電池(chi)方面不具有優勢。而用(yong)于動力電池(chi)時(shi)，磷(lin)酸鐵鋰(li)(li)電池(chi)和其他電池(chi)一樣(yang)，需(xu)要面對電池(chi)一致性問題。
七、缺(que)點(dian)
一種材(cai)料是(shi)否具有應用發(fa)展潛力，除了關注其優(you)點外，更為(wei)關鍵的是(shi)該材(cai)料是(shi)否具有根本性(xing)的缺陷(xian)。
國內現(xian)在普遍選擇磷酸鐵(tie)(tie)鋰(li)作為(wei)動力型鋰(li)離子(zi)電池(chi)的(de)正極材(cai)(cai)料，從政府、科研機構、企業甚至(zhi)是(shi)證券公司等市場(chang)分析(xi)員都看好這一材(cai)(cai)料，將其作為(wei)動力型鋰(li)離子(zi)電池(chi)的(de)發(fa)展方(fang)向。分析(xi)其原(yuan)因，主(zhu)要有下列兩點：首先是(shi)受到美(mei)國研發(fa)方(fang)向的(de)影響，美(mei)國Valence與(yu)A123公司最早采用磷酸鐵(tie)(tie)鋰(li)做鋰(li)離子(zi)電池(chi)的(de)正極材(cai)(cai)料。其次是(shi)國內一直沒有制備出(chu)可(ke)供動力型鋰(li)離子(zi)電池(chi)使用的(de)具有良好高溫循環(huan)與(yu)儲存(cun)性能(neng)的(de)錳酸鋰(li)材(cai)(cai)料。但磷酸鐵(tie)(tie)鋰(li)也存(cun)在不容忽視的(de)根本性缺陷，歸結起來主(zhu)要有以下幾(ji)點：
 1、知(zhi)識產(chan)權問題(ti)。目(mu)前(qian)磷酸鐵鋰的基(ji)礎專利(li)(li)被(bei)(bei)美國德州大(da)學所(suo)有，而(er)碳包覆專利(li)(li)被(bei)(bei)加拿大(da)人所(suo)申請(qing)。這兩個基(ji)礎性專利(li)(li)是無法繞(rao)過去的，如果成本(ben)中計算上專利(li)(li)使(shi)用費的話，那產(chan)品成本(ben)將會進一步提高。
2、產品一(yi)(yi)(yi)(yi)致性(xing)差。目前國內還沒有一(yi)(yi)(yi)(yi)家磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰(li)(li)材(cai)料(liao)(liao)廠能夠(gou)解決這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)問(wen)題。從材(cai)料(liao)(liao)制(zhi)備(bei)角度來(lai)說，磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰(li)(li)的(de)合成反應是一(yi)(yi)(yi)(yi)個復(fu)雜的(de)多(duo)相反應，有固(gu)相磷酸(suan)鹽(yan)、鐵(tie)(tie)的(de)氧化物以(yi)及鋰(li)(li)鹽(yan)，外加(jia)碳的(de)前驅體以(yi)及還原性(xing)氣相。在這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)復(fu)雜的(de)反應過程中，很(hen)難保證反應的(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)致性(xing)。
3、在(zai)磷酸鐵(tie)(tie)鋰制備時的(de)(de)(de)燒結(jie)過程中，氧化(hua)鐵(tie)(tie)在(zai)高溫(wen)還(huan)原性氣氛下存在(zai)被還(huan)原成單質(zhi)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)可(ke)能性。單質(zhi)鐵(tie)(tie)會引起(qi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)微短路，是電(dian)池(chi)(chi)中最忌諱的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)。這也是日本一直不將該材料作(zuo)為動力型鋰離子電(dian)池(chi)(chi)正極材料的(de)(de)(de)主要原因。

4、磷(lin)(lin)酸鐵(tie)鋰(li)存在一些性能上(shang)的缺陷(xian)，如振實密度(du)與壓實密度(du)很(hen)低(di)(di)，導(dao)致鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的能量密度(du)較(jiao)低(di)(di)。低(di)(di)溫(wen)性能較(jiao)差(cha)，即(ji)使將其(qi)納米(mi)化和碳包覆也沒有(you)解決這一問(wen)題。美國阿(a)貢國家(jia)實驗室儲能系(xi)統中心主(zhu)任(ren)DonHillebrand 博士(shi)談(tan)到磷(lin)(lin)酸鋰(li)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)低(di)(di)溫(wen)性能的時候，他(ta)用terrible來形容，他(ta)們對磷(lin)(lin)酸鐵(tie)鋰(li)型鋰(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)測試結果表明表明磷(lin)(lin)酸鐵(tie)鋰(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在低(di)(di)溫(wen)下（0℃以下）無(wu)(wu)法使電(dian)(dian)(dian)(dian)動汽車行駛(shi)。盡管也有(you)廠家(jia)宣稱磷(lin)(lin)酸鋰(li)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在低(di)(di)溫(wen)下容量保(bao)持率還不錯，但是(shi)那是(shi)在放電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流較(jiao)小和放電(dian)(dian)(dian)(dian)截(jie)止電(dian)(dian)(dian)(dian)壓很(hen)低(di)(di)的情況下。在這種狀況下，設備根本就無(wu)(wu)法啟動工作。
5、材(cai)料(liao)的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)與(yu)電(dian)池的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)造成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)較高(gao)(gao)，電(dian)池成(cheng)(cheng)(cheng)品(pin)率低(di)(di)，一致性差。磷酸(suan)鐵鋰(li)的(de)(de)納米化(hua)和碳包覆(fu)盡管提(ti)高(gao)(gao)了材(cai)料(liao)的(de)(de)電(dian)化(hua)學性能，但(dan)是(shi)也帶(dai)來(lai)了其它問題(ti)，如(ru)能量(liang)密度(du)的(de)(de)降(jiang)低(di)(di)、合成(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)、電(dian)極(ji)加工性能不良(liang)以及(ji)對環境(jing)要求苛刻等(deng)問題(ti)。盡管磷酸(suan)鐵鋰(li)中(zhong)的(de)(de)化(hua)學元素Li、Fe與(yu)P很豐富，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)也較低(di)(di)，但(dan)是(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)備出的(de)(de)磷酸(suan)鐵鋰(li)產品(pin)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)并不低(di)(di)，即使去掉前期的(de)(de)研(yan)發成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，該材(cai)料(liao)的(de)(de)工藝成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)加上(shang)較高(gao)(gao)的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備電(dian)池的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，會使得最(zui)終單(dan)位儲能電(dian)量(liang)的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)較高(gao)(gao)。

【外觀包(bao)裝】

方形電(dian)池(chi)，鋰離子電(dian)池(chi)可(ke)分為軟包和圓柱形電(dian)池(chi)。

【電池(chi)材料】

目前(qian)主流采(cai)用磷酸鐵(tie)鋰(li)(li)電池(chi)，三(san)元鋰(li)(li)電池(chi)材(cai)料(liao)(liao)分別是指磷酸鐵(tie)鋰(li)(li)和三(san)元材(cai)料(liao)(liao)作為鋰(li)(li)離子電池(chi)的(de)負極材(cai)料(liao)(liao)。三(san)元材(cai)料(liao)(liao)是指Ni，Co，Mn或Ni，Co，Al三(san)種(zhong)金屬元素作為陽極材(cai)料(liao)(liao)的(de)核心元素。

【綜合評估】

磷酸(suan)鐵鋰電池(chi)(chi)單體，能量(liang)(liang)密(mi)度(du)(du)為120 wh / kg，后組(zu)為80 wh / kg; 所(suo)述(shu)三元鋰電池(chi)(chi)單體，一般180瓦時/千(qian)克的(de)能量(liang)(liang)密(mi)度(du)(du)或(huo)110瓦時/千(qian)克的(de)組(zu)的(de)能量(liang)(liang)密(mi)度(du)(du)。從能量(liang)(liang)密(mi)度(du)(du)的(de)角度(du)(du)來(lai)看，三元鋰電池(chi)(chi)優于磷酸(suan)鐵鋰電池(chi)(chi); 在(zai)循(xun)環壽(shou)命方面，相當，單電池(chi)(chi)循(xun)環壽(shou)命都超過(guo)3000次，經過(guo)電池(chi)(chi)組(zu)，并(bing)且由于惡劣的(de)工作條件變得復雜，電池(chi)(chi)壽(shou)命會(hui)降(jiang)低到一定(ding)程度(du)(du)。

目前(qian)磷酸鐵鋰(li)電池(chi)的(de)能(neng)量密度(du)已基本達到(dao)理論的(de)完善(shan)，而三元鋰(li)電池(chi)的(de)能(neng)量密度(du)還有很大的(de)提升空間(jian)。綜合能(neng)力(li)密度(du)，功率(lv)密度(du)，循環壽命，低溫性(xing)能(neng)等(deng)，三元鋰(li)電池(chi)綜合性(xing)能(neng)優于磷酸鐵鋰(li)電池(chi)。