磷酸铁锂与三元动力锂离子电池性能对比分析

目前国内的主流动力电池,根据正极材料的不同,分为磷酸铁锂电池和三元电池两种。正是由于正极材料的不同,造成了这两种电池在性能上存在较大的差别。

磷酸铁锂材料结构稳定,热稳定性好,其循环性能和安全性优于三元材料;三元材料能量密度高,但由于充放电过程中材料结构不稳定,易发生相转变,因此其循环性能比磷酸铁锂差;三元材料的热稳定性较差,因此三元电池安全隐患高于磷酸铁锂,国内外关于电动汽车燃烧、爆炸的事故报道中,三元电池所引发的安全事故量显著高于磷酸铁锂电池。

一、实验过程
本文根据GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》和GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》的相关测试规程,对75Ah磷酸铁锂和三元NCM622电池的单体循环寿命、室温放电容量,以及模块(5支单体串联)的室温放电容量、室温倍率性能进行了测试。电池单体和模块照片如图1所示。磷酸铁锂电池单体质量1.81kg,模块质量9.05kg;三元电池单体质量1.34kg,模块质量6.70kg。

1.1 电池单体性能测试
磷酸铁锂电池单体充电电压上限为3.8V,放电终止电压为2V;磷酸铁锂电池模块充电电压上限为19V。三元电池单体充电电压上限为4.2V,放电终止电压为3.0V;三元电池模块充电电压上限为21.5V。

1.1.1 单体循环寿命测试
a)以1I1(I1=75A)放电至终止电压;
b)搁置30分钟;
c)以1I1电流恒流充电至电压上限转恒压充电,至充电电流降至0.05I1时停止充电;
d)搁置30分钟;
e)以1I1放电至放电终止条件,记录放电容量;
f)按照b)~e)连续循环500次。

1.1.2 单体室温放电容量测试
a)1I1电流恒流充电至电压上限转恒压充电,至充电电流降至0.05I1时停止充电,搁置1h;
b)室温下,蓄电池以1I1电流放电,直到放电至终止电压;
c)计量放电容量,记录放电比能量;
d)重复步骤a)~c)5次,当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%,可提前结束试验,取最后3次试验结果平均值。

1.2 电池模块性能测试
1.2.1 模块室温放电容量测试
a)电池模块(5支单体串联)以1I1充电至电压上限转恒压充电,至充电电流降至0.05I1时停止充电,若充电过程中有单体电池电压超过终止电压0.1V时停止充电,充电后搁置1h;
b)室温下,蓄电池以1I1电流放电,直至任意一个单体电压达到放电终止电压;
c)计量放电容量和放电比能量;
d)重复步骤a)~c)5次,当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%,可提前结束试验,取最后3次试验结果平均值。

1.2.2 模块室温倍率放电性能测试
a)电池模块以1I1充电至电压上限转恒压充电,至充电电流降至0.05I1时停止充电,若充电过程中有单体电池电压超过终止电压0.1V时停止充电,充电后搁置1h;
b)室温下,蓄电池模块以3I1电流放电,直至任意一个单体电压达到放电终止电压;
c)计量放电容量。

二、结果与讨论
商业化磷酸铁锂电池和三元电池单体的循环寿命测试结果如图2所示。磷酸铁锂电池的首周放电容量为77.80Ah(质量比容量42.98Ah/kg),500周循环后放电容量为72.01Ah(质量比容量39.78Ah/kg),容量保持率为92.56%。三元电池的首周放电容量为77.82Ah(质量比容量58.07Ah/kg),500周循环后放电容量为70.69Ah(质量比容量52.75Ah/kg),容量保持率为90.84%。

由此可见,磷酸铁锂电池的循环稳定性高于三元电池,而三元电池在比容量方面更有优势,而其额定电压也高于磷酸铁锂。因而可以预见,三元电池的能量密度高于磷酸铁锂电池,后续的放电容量测试将对此进行具体的验证。

商业化磷酸铁锂电池和三元电池单体的放电容量测试所得放电容量曲线如图3所示。磷酸铁锂电池3次循环的放电容量分别为78.56、78.73和78.79Ah(比容量分别为43.40、43.50、43.53Ah/kg),根据标准规定,取其平均值78.69Ah(比容量43.48Ah/kg)作为放电容量。三元电池3次循环的放电容量分别为76.98、77.78和77.89Ah(比容量分别为57.38、58.04、58.13Ah/kg),取其平均值77.55Ah(比容量57.87Ah/kg)作为放电容量。

图3(a)和图3(b)所示分别为磷酸铁锂和三元电池的3次放电容量曲线,磷酸铁锂电池在3.25~3.15V间有平缓的放电电压平台,而三元电池的放电平台4.05~3.35V,电压平台较宽。记录磷酸铁锂的3次放电能量分别为248.90Wh(比能量137.51Wh/kg)、248.15Wh(比能量137.10Wh/kg)、247.31Wh(比能量136.64Wh/kg),平均比能量为137.08Wh/kg;而三元电池的三次放电能量分别为278.78Wh(比能量208.04Wh/kg)、282.36Wh(比能量210.72Wh/kg)、282.88Wh(比能量211.10Wh/kg),平均比能量为209.95Wh/kg。由此可见,由于三元电池的比容量和电压平台均高与磷酸铁锂电池,因而商业化三元电池的比能量高于磷酸铁锂电池。

对商业化磷酸铁锂电池和三元电池模块(均为5支单体串联)的放电容量测试,所得放电容量曲线如图4所示。磷酸铁锂电池模块3次循环的放电容量分别为76.91Ah、77.72Ah和77.88Ah,根据标准规定,取其平均值77.47Ah作为放电容量;而三元电池模块3次循环的放电容量分别为80.80Ah、80.97Ah和81.02Ah,取其平均值80.93Ah作为所测放电容量。

图4(a)和图4(b)所示分别为磷酸铁锂和三元电池模块的3次放电容量曲线,磷酸铁锂电池模块在约16.25~15.50V间有平缓的放电电压平台,而三元电池模块的放电平台范围较宽,约在20.75~17V间,这与单体的放电曲线相对应的。记录磷酸铁锂的3次放电能量分别为1220.53Wh(比能量134.86Wh/kg)、1235.08Wh(比能量136.47Wh/kg)、1236.24Wh(比能量136.60Wh/kg),平均比能量为135.97Wh/kg;而三元电池的三次放电能量分别为1477.82Wh(比能量220.57Wh/kg)、1481.72Wh(比能量221.15Wh/kg)、1482.85Wh(比能量221.32Wh/kg),平均比能量为221.01Wh/kg。电池模块测试的比能量与单体测试结果相近。

商业化磷酸铁锂电池和三元电池模块的倍率放电曲线如图5所示,为充满电的电池模块在3C倍率(225A)下放电的曲线。磷酸铁锂电池模块的放电容量为76.19Ah,为初始容量(模块放电容量测试结果)的98.3%;三元电池的放电容量为80.14Ah,是初始容量的99.2%,这说明商业化磷酸铁锂和三元电池在3C高倍率下的放电能力与1C倍率(1I1电流)下无显著差别。

磷酸铁锂电池模块的放电电压平台约为15.75~15V,三元电池模块的放电电压平台约为19.5V~16.5V,对比1C倍率下的放电曲线发现,3C倍率下的放电电压平台有所下降,这是因为在高倍率下极化现象加剧的原因所造成的。

三、结论
商业化动力磷酸铁锂电池的循环稳定性优于三元电池,其耐久性更为优异。商业化三元电池放电电压平台高,比容量高,三元电池单体和模块的能量密度超过200Wh/kg,高于磷酸铁锂电池(约136Wh/kg),因而可以为电动汽车提供较长的续航里程。磷酸铁锂电池和三元电池高倍率下都有较为优异的放电能力。电动汽车生产商基本是根据汽车的指标参数进行电池体系选型;而对于电动汽车买家而言,首先应了解电动汽车所用电池的体系是磷酸铁锂电池还是三元电池,从而根据按自己的实际需求进行车型选择。

来源:锂电联盟会长

脱贫攻坚走基层丨冷链技术,让贵州农产品从县城卖到了世界各地

近日,记者来到仁怀市五马镇东升农场,这里的500多亩芥蓝、番茄等数十种蔬菜正值采摘期,工人们分散在田间地头,忙着为来自广州和香港的2万斤订单进行采摘。而在以前,这里的产品最远也只能卖到20多公里外的县城。

仁怀市东升农场商超包装负责人林菊告诉记者,以前农场的蔬菜在运输时用胶筐,菜一般送到省外都坏了。而且那时候市场小、销路窄,所以种得也比较少。

随着农场边几座大型冷库建成,冷链运输车开进基地,农产品销售半径短的困局迎刃而解,农场的种植面积也翻了一倍多。由贵州省蔬菜集团牵头,物流企业在贵州全省范围内和几十个县的产业基地合作,完善冷链基础设施,从第一公里解决农产品保鲜,让产品销售半径从十几二十公里直接延长到了上千公里。

贵州现代物流集团产业投资公司冷链车公司董事长钟功焦告诉记者,贵州物流集团冷链运输与省内威宁、紫云、从江、仁怀等30多个县份的种植基地合作,为保障食材新鲜,将冷链车开进基地。“今年累计发车一万多车次,(冷链车)将20多万吨贵州果蔬运往上海、广州、香港等地区进行销售”,钟功焦说。

近年来,贵州省大力开展农村产业革命,发展蔬菜、水果等十二个效益好、附加值高的农业产业。有了完备的冷链支撑,产业发展如虎添翼。

在威宁县双龙镇,一个投资2000多万元、面积7000多亩的产业基地刚落成不久。老板江艳告诉记者,这里的自然环境非常适合蔬菜种植。随着威宁县覆盖20万亩蔬菜的冷链物流中心建成,她终于下定决心在这里安心发展。

江艳告诉记者,以前因为没有冷链技术,要把蔬菜运到昆明,因为昆明有冷库,在那边把农产品分捡以后再拉到广州,时间也增加了十几个小时,成本也增加了3000多块钱。现在威宁有冷库了,她胆子也大了,“以前(农产品)只能卖国内,现在要是欧洲有订单我也敢发(货)出去。”

保障产品外运的同时,健全的冷链系统也在不断激活贵州本地市场。在贵州最大的农产品交易中心,贵阳农产品物流园,3个占地6000平方米的5层大型冷库,200多辆冷链车,保证每天数百吨来自省内外的新鲜果蔬源源不断供应各大商超。

贵州合力超市集团物流副总监杨飞虎告诉记者,超市80%的果蔬是基地直采,从基地到仓库,从仓库到门店,都是全程冷链,这些年运作下来,全程冷链会有效降低疏果蔬的损耗到20%左右,与以往的蔬菜损耗相比,冷链成本可以忽略不计。

通过实施冷链物流助推脱贫攻坚三年行动截至6月底,全省已建成冷库1235个,库容386.36万立方米、170.49万吨,共有冷藏车1557辆。在此基础上,产品销售半径从平均不到300公里,延伸至北上广、粤港澳、以及东南亚、迪拜等地,销售周期也从3个月左右延长至6个月,通过错季节销售,部分农产品价格提升80%以上。
https://t.cn/A6yodWyb

骤雨打新荷
绿叶阴浓,遍池塘水阁,偏趁凉多。
海榴初绽,妖艳喷香罗。
老燕携雏弄语,有高柳鸣蝉相和。
骤雨过,珍珠乱糁,打遍新荷。

人生有几,念良辰美景, 一梦初过,穷通前定,何用苦张罗?
命友邀宾玩赏,对芳樽浅酌低歌。
且酩酊,任他两轮日月,来往如梭。

明·朱权《太和正音谱 》评其词“如穷崖孤松”。尤其〔骤雨打新荷〕一首,语辞清新,构思超妙,唱和传诵者颇多。在词中,以新荷之姿态,池塘水阁之幽静,夏日之蝉鸣,燕子间的呢喃,把骤雨前的精致描绘的生动而真切。为其骤雨打新荷营造出最美丽的前景。当这样的情境展现出来的时候,便是人生洒脱的一种自性。随其自然而观其自然。
由此间之自然之景,以心中的自我之情。一句人生有几,一句良辰美景。皆如梦初过。且惜眼前宾友,杯中美酒,只管尽情而为。无关风月,也无关美景。兴致所致,变尽心尽性的乐得期间。

我想元好问,一定是在百花洲的雨荷边写下这样优美清新的词章的。公元1235年的泉城之行,元氏在济南一连住了20多天,几乎遍游名山胜水。光是济南泉水,元好问便数次寻访,流连忘返。在其所写的《济南杂诗》中,随处可见对济南美景的赞叹和对济南生活的留恋。如“日日扁舟藕花里,有心长作济南人”“羡杀济南山水好,几时真作卷中人”。而在《舜泉,效远祖道州府君体》一诗中,他更是慨叹“便为泉上叟,抔饮终残年”。
骤雨新荷,杯酒人生。元好问似乎对济南有一种多情,是浅酌低歌的柔情,亦是往来如梭的豪放。
骤雨初歇的时候,黄昏隐映下的泉城,是美丽的,是婉约的。是多情的,也是动人。在夏日相约,与泉城相聚,与大明湖泛舟,与百花洲观雨,与美好未来相拥。#传统文化[超话]# #遇见美好# #周末去哪儿#


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