磷酸铁锂和三元锂离子电池有什么不同？

磷酸铁锂离子电池：是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素，原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。

磷酸铁锂离子电池的特点在于安全性高，高倍率充放电特性和较长的循环寿命。文献显示，在充电条件为1C倍率充电至3.65V，然后转恒压至电流下降到0.02C，之后以1C倍率放电至截止电压2.0V，循环1600次之后电池容量仍有初始容量的80%。磷酸铁锂离子电池至少具有以下五大优点：更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何重金属和稀有金属(原材料成本低)、支持快速充电、工作温度范围广。

磷酸铁锂离子电池的缺点在于其性能受温度影响大，尤其是低温环境下，放电能力和容量均会大幅度降低。此外，磷酸铁锂的能量密度较低，仅算电池的重量能量密度只有120Wh/kg，假如计算整个电堆，包括电池管理系统、散热等零部件的能量密度就更低了。远远不能达到国务院公布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》明确提出电池模块的能量密度要求是大于150瓦时/公斤的要求。此外，磷酸铁锂离子电池材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，产品一致性差。

关于电动汽车用电池，大多数人可能都鲜有认知，因此，我们不妨举个例子来帮助大家理解。最近，由比亚迪同戴姆勒共同出资成立的全新电动汽车品牌腾势即将上市销售，而其所搭载的正是磷酸铁锂离子电池。相比于早期的锰酸锂离子电池，磷酸铁锂离子电池在能量密度上并未有太大差别，约为100-110Wh/kg，但其热稳定性是目前车用锂离子电池中最好的，当电池温度处于500-600℃高温时，其内部化学成分才开始分解，而同属锂离子电池的钴酸锂离子电池在180-250℃时就内部化学成分就已处于不稳定状态。换而言之，磷酸铁锂离子电池的安全性在锂离子电池中首屈一指，也正因如此，其也成为目前电动汽车电池的重要门类之一。

三元锂离子电池：正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂离子电池。这种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三种材料的优点，形成了三种材料三相的共熔体系，由于三元协同效应其综合性能优于任一单组合化合物。重量能量密度能够达到200Wh/kg。据清华大学欧阳明高解释：本次调查中所称的"三元"材料，指的是正极是三元，负极是石墨的通常说法中的"三元动力锂电池"。而在实际研发应用中，还有一种正极是三元，负极是钛酸锂的，通常被称为"钛酸锂"，其性能比较安全，寿命比较长，不属于普通所说的"三元材料。"

三元锂离子电池的优点是能量密度高，循环性能好于正常钴酸锂。目前，随着配方的不断改进和结构完善，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钴酸锂离子电池水平。

三元锂离子电池的安全性较差，由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致热稳定性差，且pH值过高易使单体胀气，进而引发危险。250-300℃就会发生分解，遇到电池中可燃的电解液、碳材料后一点就着，出现的热量进一步加剧正极分解，在极短的时间内就会爆燃。车祸中，外力撞击会损坏电池隔膜，进而导致短路，而短路时发出的热量会造成电池热失控，并迅速将温度升至300℃以上，存在自燃风险。因此，关于三元锂离子电池而言，其电池管理系统、散热系统就至关重要。

与磷酸铁锂离子电池相比，特斯拉MODELS使用的三元锂离子电池在重量能量密度上要高出许多，约为200Wh/kg,这也就意味着同样重量的三元锂离子电池比磷酸铁锂离子电池的续航里程更长。不过其缺点也显而易见，当自身温度为250-350℃时，内部化学成分就开始分解，因此对电池管理系统提出了极高的要求，要为每节电池分别加装保险装置，除此之外，由于单体体积很小，所以单车要的电池单体数量非常庞大，以MODELS为例，7000余节18650三元锂离子电池才能满足一辆车的装配用量，这无疑又为电池管理系统进一步加大了控制难度。因此，目前市场在售车型中，只有特斯拉一家使用的是三元锂离子电池。