리튬 철 인산 배터리와 3원 리튬 배터리 중 어느 것이 더 낫습니까?

배터리 팩을 인체에 비유하면, 모듈은 에너지를 저장하고 방출하며 자동차에 전력을 공급하는 "심장"과 같습니다. 리튬 철 인산염 소재와 비교했을 때, 삼원계 소재는 방전 비용량과 평균 전압이 더 높습니다. 따라서 삼원계 배터리의 질량 비에너지는 일반적으로 인산철리튬 배터리 .

또한, 리튬철인산철 재료의 낮은 진밀도, 작은 입자 크기, 그리고 탄소 코팅으로 인해 극편의 압축 밀도는 약 2.3~2.4g/cm³인 반면, 삼원계 극편의 압축 밀도는 3.3~3.5g/cm³에 달할 수 있습니다. 따라서 삼원계 재료와 배터리의 체적 비에너지 또한 리튬철인산철보다 훨씬 높습니다.

안전성 측면에서 리튬 철 인산화물 재료의 주요 구조는 PO4이며, 그 결합 에너지는 삼원계 재료인 Mo6 팔면체의 MO 결합 에너지보다 훨씬 높습니다. 완전히 충전된 리튬 철 인산화물 재료의 열분해 온도는 약 700℃인 반면, 해당 삼원계 재료의 열분해 온도는 200~300℃이므로 리튬 철 인산화물 재료가 더 안전합니다.

배터리의 관점에서 보면, 리튬 철 인산염 배터리 모든 안전 시험을 통과할 수 있지만, 삼원계 배터리의 바늘 찌르기 시험과 과충전 시험은 쉽게 통과하지 못합니다. 구조적 부분과 배터리 설계 측면에서 개선이 필요합니다.

그러나 전력 성능 측면에서 리튬 철 인산염 재료의 Li+ 활성화 에너지는 0.3~0.5ev에 불과하여 Li+ 확산 계수는 10-15~10-12cm²/s 정도입니다. 매우 낮은 전자 전도도와 리튬 이온 확산 계수는 LFP의 전력 성능을 저하시킵니다. 3원계 재료의 Li+ 확산 계수는 약 10-12~10-10cm²/s이며, 전자 전도도가 높습니다. 따라서 3원계 배터리는 더 나은 전력 성능을 보입니다.

인산철리튬의 낮은 전자 전도도와 이온 전도도는 인산철리튬 전지의 저온 성능을 저하시킵니다. 상온과 비교했을 때, 인산철리튬 전지의 -20℃ 용량 유지율은 약 60%에 불과하지만, 같은 시스템의 삼원계 전지는 70% 이상에 달할 수 있습니다.

3원계 재료는 니켈(Ni)과 코발트(Co)와 같은 희귀 금속을 포함하고 있으며, 리튬철인산염(LiFePO4)보다 가격이 높습니다. 소재 및 배터리 기술의 발전으로 3원계 재료의 가격은 리튬 철 인산염 배터리 3원계 배터리의 시장 가격은 크게 하락했습니다. 현재 3원계 배터리의 시장 가격은 인산철리튬 배터리보다 높습니다. 동시에 3원계 소재 및 배터리에 함유된 Ni 및 Co 원소는 친환경적인 Fe 및 P 원소보다 환경 오염이 더 큽니다. 이러한 요인들과 더불어 3원계 소재 및 배터리의 환경 관리 및 폐기물 재활용에 대한 요구가 더욱 시급합니다. 따라서 3원계 리튬 배터리의 가격은 일반적으로 인산철리튬 배터리보다 높습니다.