Loại nào tốt hơn, pin lithium sắt phosphate hay pin lithium ba thành phần?

Nếu so sánh bộ pin với cơ thể con người, thì mô-đun là "trái tim", có chức năng lưu trữ và giải phóng năng lượng, cung cấp điện cho xe. So với vật liệu lithium sắt phosphate, vật liệu ba thành phần có dung lượng xả riêng cao hơn và điện áp trung bình cao hơn. Do đó, năng lượng riêng khối lượng của pin ba thành phần thường cao hơn lithium sắt phosphate ắc quy .

Ngoài ra, do mật độ thực tế thấp, kích thước hạt nhỏ và lớp phủ carbon của vật liệu lithium sắt phosphate, mật độ nén của mảnh cực là khoảng 2,3-2,4g/cm3, trong khi mật độ nén của mảnh cực ba thành phần có thể đạt 3,3-3,5g/cm3. Do đó, năng lượng riêng theo thể tích của vật liệu ba thành phần và pin cũng cao hơn nhiều so với lithium sắt phosphate.

Theo góc độ an toàn, cấu trúc chính của vật liệu lithium sắt phosphate là PO4, năng lượng liên kết của nó cao hơn nhiều so với năng lượng liên kết MO của vật liệu ba thành phần Mo6 octahedron. Nhiệt độ phân hủy nhiệt của vật liệu lithium sắt phosphate được sạc đầy là khoảng 700 ℃, trong khi nhiệt độ phân hủy nhiệt của vật liệu ba thành phần tương ứng là 200-300 ℃, do đó vật liệu lithium sắt phosphate an toàn hơn.

Theo quan điểm của pin, pin lithium sắt phosphate có thể vượt qua tất cả các bài kiểm tra an toàn, trong khi các bài kiểm tra đâm kim và quá tải của pin ba thành phần không thể dễ dàng vượt qua. Nó cần được cải thiện từ các bộ phận cấu trúc và thiết kế pin.

Tuy nhiên, xét về hiệu suất công suất, năng lượng hoạt hóa của Li+ trong vật liệu lithium iron phosphate chỉ là 0,3-0,5ev, dẫn đến hệ số khuếch tán Li+ theo thứ tự 10-15-10-12cm2/s. Độ dẫn điện tử cực thấp và hệ số khuếch tán ion lithium dẫn đến hiệu suất công suất của LFP kém. Hệ số khuếch tán Li+ của vật liệu ternary là khoảng 10-12-10-10cm2/s, độ dẫn điện tử cao. Do đó, pin ternary có hiệu suất công suất tốt hơn.

Độ dẫn điện tử và độ dẫn ion của lithium sắt phosphate thấp dẫn đến hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium sắt phosphate kém. So với nhiệt độ bình thường, tỷ lệ duy trì dung lượng của pin lithium sắt phosphate ở - 20 ℃ chỉ khoảng 60%, trong khi pin ba thành phần của cùng một hệ thống có thể đạt hơn 70%.

Vật liệu ba thành phần chứa các kim loại hiếm như Ni và Co, và chi phí của chúng cao hơn chi phí của lithium sắt phosphate. Với sự cải tiến của vật liệu và công nghệ pin, chi phí của ba thành phần và pin lithium sắt phosphate đã giảm đáng kể. Hiện tại, giá thị trường của pin ternary cao hơn pin lithium sắt phosphate. Đồng thời, các nguyên tố Ni và co trong vật liệu ternary và pin có mức độ ô nhiễm môi trường lớn hơn so với các nguyên tố Fe và P thân thiện với môi trường. Kết hợp với các yếu tố trên, nhu cầu kiểm soát môi trường và tái chế chất thải của vật liệu ternary và pin trở nên cấp thiết hơn. Do đó, chi phí của pin lithium ternary thường cao hơn so với pin lithium sắt phosphate.