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Lifepo4 배터리 또는 삼원 리튬 배터리?

Sep. 29, 2020

자동차의 동력원으로서 배터리의 성능은 차량 전체의 내구성과 안전성과 직결됩니다. 리튬 배터리 (특히 lifepo4 배터리 및 삼원 리튬 배터리)는 전기 자동차 및 대부분의 전자 제품에서 가장 일반적으로 사용되는 배터리 유형입니다. 1970 년 이래 거의 반세기 동안 존재 해 왔습니다. 주요 장점은 높은 에너지 밀도와 긴 수명입니다.

현재 리튬 이온 전지는 음극 재가 전지의 에너지 밀도에 거의 영향을 미치지 않기 때문에 양극 재의 차이에 따라 주로 분류되어 양극 재를 지속적으로 개선하여 전지 성능을 향상시키고 있습니다. .

시장에 출시 된 첫 6 가지 유형의 배터리 재료는 티탄산 리튬, 코발트 산 리튬, 망간 산 리튬, 인산 철 리튬, 니켈 코발트 망간 및 니켈 코발트 알루미늄이며, 티탄산 리튬은 음극 재료로 사용되며 에너지 밀도가 매우 낮습니다. 코발트 산 리튬은 에너지 밀도가 상대적으로 높지만 수명과 고온 저항이 상대적으로 열악하여 휴대폰과 같은 디지털 기기에 주로 사용됩니다. 망간 산 리튬은 저렴하고 안정적이지만 에너지 밀도도 낮습니다. 따라서 에너지 밀도와 안전성의 관점에서 보면 lifepo4 배터리와 성능이 더 좋은 삼원 리튬 배터리가 전기 자동차 용 전원 배터리의 주류가되었지만이 두 배터리는 자체 특성에도 큰 차이가 있습니다.

에너지 밀도

삼원 리튬 배터리> lifepo4 배터리

배터리 성능을 평가하는 데 가장 중요한 요소는 에너지 밀도입니다. 동일한 부피 또는 무게에서 에너지 밀도가 높을수록 더 많은 전력을 제공하며 배터리 수명이 길어집니다.

Lifepo4 배터리 (LFP)는 인산 철 리튬을 양극 재료로 사용하는 리튬 이온 배터리이며 삼원 리튬 배터리는 니켈 코발트 원소를 양극 재료로 사용하고 망간 또는 알루미늄 염을 사용하여 화학 물질을 안정화시키는 리튬 배터리입니다. 구조. 주로 NCM (니켈 코발트 망간)과 NCA (니켈 코발트 알루미늄)가 있습니다.

화학적 특성에 따라 리튬 철 인산염 배터리는 저전압 플랫폼을 가지며 리튬 철 인산염 배터리는 약 140Wh / kg의 에너지 밀도를 갖습니다. 삼원 리튬 배터리는 전압이 높고 에너지 밀도는 기본적으로 240Wh / kg입니다. 즉, 동일한 배터리 무게에서 삼원 리튬의 에너지 밀도는 lifepo4 소재의 1.7 배입니다.

삼원 리튬 배터리가 에너지 밀도에서 분명한 이점이 있다는 것은 의심의 여지가 없지만 다른 공식을 사용하는 삼원 리튬 배터리의 에너지 밀도도 다를 것입니다 (니켈, 코발트, 망간 / 알루미늄 비율이 다름).

안전 성능

Lifepo4 배터리> 삼원 리튬 배터리

lifepo4의 열 안정성은 현재 차량용 리튬 배터리에서 최고입니다. 전기 가열 피크는 350 ° C보다 큽니다. 배터리 온도가 500-600 ° C이면 내부 화학 성분이 분해되기 시작합니다.

삼원 리튬 배터리의 열적 안정성은 약하고 약 300 ° C에서 분해되기 시작합니다. 따라서 배터리 관리 시스템에 대한 요구 사항이 매우 높고 배터리의 안전을 위해 과열 보호 장치와 배터리 관리 시스템이 필요합니다. 따라서 고온 조건에서 인산 철 리튬의 안전성이 상대적으로 높습니다.

저온 성능

삼원 리튬 배터리> lifepo4 배터리

겨울철에는 전기 자동차의 순항 범위가 일반화되었습니다. lifepo4 배터리의 저온 성능은 삼원 리튬 배터리보다 열등합니다. lifepo4 배터리는 -20 ° C의 낮은 온도 한계와 저온 환경에서 낮은 방전 성능을 가지고 있습니다. 삼원 리튬 배터리를 사용하면 -30 ° C의 낮은 온도 한계가 있으며 저온 방전 성능이 좋습니다. 인산 철 리튬 배터리와 동일한 저온 조건에서 겨울철 주행 거리 감쇠는 15 % 미만으로 인산 철 리튬 배터리보다 훨씬 높습니다.

물론, 상당한 주행 거리 저하를 방지하기 위해 대부분의 차량은 이제 전기 자동차의 겨울 성능을 보장하는 열 관리 기능을 갖추고 있습니다.

순환 생활

Lifepo4 배터리> 삼원 리튬 배터리

lifepo4 배터리의 완전 충전-방전주기는 3,500 회 이상주기 후에 원래의 80 %로 감쇠됩니다. 즉, 배터리가 하루에 한 번 충전 및 방전되면 인산 철 리튬 배터리도 거의 10 년 동안 상당한 감쇠를 보일 것입니다.

삼원 리튬 배터리는 lifepo4 배터리보다 수명이 짧습니다. 완전 충전 및 방전주기가 2000 회 이상이면 감쇠가 발생하기 시작하며 이는 약 6 년입니다.

비용

삼원 리튬 배터리> lifepo4 배터리

배터리 비용에 대해 이야기하면 lifepo4 배터리도 큰 이점이 있습니다. 귀금속 (니켈, 코발트 등)이 없어 생산 비용이 저렴합니다.

삼원 리튬 배터리는 니켈-코발트-망간과 같은 다양한 재료를 사용하며, 고 니켈 배터리의 생산에는 상대적으로 엄격한 공정 환경이 필요하며 현재 비용이 상대적으로 높습니다. 그리고 수년간의 개발 끝에 리튬, 코발트 및 기타 금속 자원, 특히 금속 코발트가 긴축되기 시작하면서 그 가격은 계속 상승하고 있습니다.

그렇다면 lifepo4 배터리 또는 삼원 리튬 배터리?

배터리 에너지 밀도, 저온 성능, 안전성, 서비스 수명 및 비용 측면에서 lifepo4 배터리 및 삼원 리튬 배터리는 자신의 장점을 가지고 있으며 어느 것이 이길 지 결정하기 어렵습니다. 이 사실은 또한 파워 리튬 배터리의 양극 재료의 기술 경로의 차별화로 이어집니다.

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