磷酸鐵鋰電池和磷酸錳鐵鋰電池的區(qū)別
磷酸鐵鋰電池和磷酸錳鐵鋰電池的區(qū)別:
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1. 材料結(jié)構(gòu):
- 磷酸鐵鋰電池具有有序規(guī)整的橄欖石型結(jié)構(gòu),化學(xué)式為LiFePO?,其中鋰離子具有一維可移動性,充放電過程中可可逆地脫出和嵌入。
- 磷酸錳鐵鋰電池也為橄欖石型結(jié)構(gòu),是在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)上摻雜一定比例錳元素并調(diào)整錳與鐵的原子數(shù)量之比得到的產(chǎn)物,化學(xué)式為LiMn???Fe?PO?(其中x是錳鐵比)。
2. 性能特點:
- 能量密度:兩者理論容量相同,均為170mAh/g,但磷酸錳鐵鋰相對于Li?/Li的電極電勢為4.1V,遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰的3.4V,相同體積質(zhì)量下能量密度從578Wh/kg提升到697Wh/kg,提升了約15% - 20%。比如在相同電量需求下,磷酸錳鐵鋰電池體積更小、重量更輕。
- 電壓平臺:磷酸錳鐵鋰電池電壓平臺更高,這使得其在應(yīng)用中能提供更高的輸出電壓,可存儲的電量更多。
- 低溫性能:一般來說,磷酸錳鐵鋰電池的低溫性能相對較好,在零下20攝氏度的條件下,能保持近80%的容量,而磷酸鐵鋰電池低溫性能較差。
- 循環(huán)壽命和充放電能力:磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命長,充放電性能穩(wěn)定;磷酸錳鐵鋰中由于錳元素的加入,錳的溶出會導(dǎo)致循環(huán)壽命變短,充放電能力和壽命變差。
- 安全性:兩者都具有較好的安全性,熱穩(wěn)定性高,針刺、過充不發(fā)生自燃,安全無爆炸風(fēng)險。
3. 制造成本:
- 磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰材料用量的主要區(qū)別在于所需錳源的用量變化。每kWh的磷酸鐵鋰正極需要鐵源0.61kg,而每kWh的磷酸錳鐵鋰正極需要鐵源0.13kg+錳源0.38kg。錳資源相對豐富且價格較低,在一定程度上能降低成本,但考慮到生產(chǎn)工藝和性能優(yōu)化等因素,總體成本差異可能并不十分顯著。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域:
- 磷酸鐵鋰電池:因成本低廉、安全性高,廣泛應(yīng)用于電動汽車、儲能系統(tǒng)(如電網(wǎng)儲能、家庭儲能等)、電動工具等領(lǐng)域。
- 磷酸錳鐵鋰電池:目前主要應(yīng)用在小動力兩輪車、三輪車領(lǐng)域,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,未來有望在新能源汽車等領(lǐng)域擴大應(yīng)用,特別是對續(xù)航里程有較高要求的中端電動車市場具有潛力。
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