Derzeit gibt es bei Fahrzeugen mit alternativem Antrieb zwei gängige Batterietechnologien: Lithium-Eisenphosphat-Batterien und ternäre Lithiumbatterien. Obwohl diese beiden Batterien in vielen Anwendungsbereichen miteinander konkurrieren, überwiegt der Wettbewerb bei Fahrzeugen mit alternativem Antrieb, da dies in China der größte Anwendungsbereich für Lithiumbatterien ist. Aufgrund des Wettbewerbs ist ein Vergleich erforderlich. Das Preis-Leistungs-Verhältnis der Batterien kann über den Fahrzeugpreis verglichen werden. Bezüglich der Leistung ist ein Vergleich der ternären Lithiumbatterie und der Lithium-Eisenphosphat-Batterie erforderlich. Durch Festlegen der Bedingungen werden die tatsächlichen Parameter der beiden Batterien ermittelt. Laut den Experimenten einschlägiger Labore sowie von Herstellern von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb und Antriebsbatterien weisen die Beurteilungen der Leistung der beiden Batterien tendenziell auf einheitliche Ergebnisse hin, obwohl es bei jedem Test zwangsläufig leichte Unterschiede bei bestimmten Parametern gibt. Zu diesem Zweck ziehen wir repräsentative Parameter zum Vergleich heran.
1. Wählen Sie BYD für Pkw und Tesla für Pkw. Dies ist der Größenunterschied zwischen den beiden. Nach aktuellem Stand der Technik liegt die Energiedichte von ternären Lithiumbatterien in der Regel bei 200 Wh/kg und könnte zukünftig 300 Wh/kg erreichen. Lithium-Eisenphosphat-Batterien hingegen bewegen sich derzeit bei 100–110 Wh/kg, manche erreichen sogar 130–150 Wh/kg, sind aber nur schwer über 200 Wh/kg zu klettern. Daher bietet die ternäre Batterie doppelt so viel Platz wie Lithium-Eisenphosphat-Batterien, was besonders bei beengten Platzverhältnissen in Fahrzeugen wichtig ist. Tesla produziert ternäre Lithiumbatterien, BYD Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Daher gilt die Devise: „BYD für Pkw, Tesla für Pkw“.
2. Aufgrund der hohen Energiedichte und des deutlich geringeren Gewichts verbraucht ein mit ternären Lithiumbatterien betriebenes Fahrzeug mit alternativer Antriebstechnologie weniger Strom, wodurch die Geschwindigkeit erhöht und die Batterielebensdauer verlängert wird. Daher können ternäre Lithiumbatterien für Autos mit längeren Reichweiten eingesetzt werden, während Lithium-Eisenphosphat-Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie hauptsächlich für Stadtbusse verwendet werden. Da die Batterielebensdauer kurz ist, sind Ladestationen zum Laden in kurzer Entfernung erforderlich.
3. Der Einsatz von Lithium-Eisenphosphat-Batterien in Passagierbussen basiert natürlich auf Sicherheitsaspekten. Es gab bereits mehrere Brandunfälle in Tesla-Fahrzeugen. Der Grund: Teslas Batteriepack besteht aus etwa 7.000 ternären 18650-Lithiumbatterien. Bei einem internen Kurzschluss der Batterien dieser Einheiten oder des gesamten Batteriepacks entsteht eine offene Flamme. Der Kollisionsunfall und der Kurzschluss verursachten den Brand. Das Lithium-Eisenphosphat-Material brennt im Falle eines Kurzschlusses nicht und ist deutlich temperaturbeständiger als die ternären Lithiumbatterien.
4. Obwohl Lithium-Eisenphosphat-Batterien hochtemperaturbeständig sind, weisen ternäre Lithiumbatterien eine bessere Kältebeständigkeit auf und stellen den wichtigsten technischen Weg zur Herstellung von Niedertemperatur-Lithiumbatterien dar. Bei minus 20 °C können ternäre Lithiumbatterien 70,14 % ihrer Kapazität freisetzen, während Lithium-Eisenphosphat-Batterien nur 54,94 % ihrer Kapazität freisetzen können. Aufgrund der niedrigen Temperaturen ist die Entladeplattform ternärer Lithiumbatterien viel höher als die von Lithium-Eisenphosphat-Batterien, und die Spannungsplattform startet schneller.
5. Die Ladeeffizienz ist höher als bei ternären Lithiumbatterien. Lithiumbatterien werden mit Strom- und Spannungsbegrenzung geladen, d. h. in der ersten Phase wird mit konstantem Strom geladen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Strom hoch und die Ladeeffizienz hoch. Sobald die Konstantstromladung eine bestimmte Spannung erreicht hat, beginnt die zweite Phase der Konstantspannungsladung. Zu diesem Zeitpunkt ist der Strom gering und die Ladeeffizienz niedrig. Um die Ladeeffizienz beider Verfahren zu messen, wird das Verhältnis der Konstantstromladeleistung zur Gesamtkapazität der Batterie als Konstantstromverhältnis bezeichnet. Versuchsdaten zeigen, dass beim Laden unter 10 °C kaum ein Unterschied besteht, der Abstand über 10 °C jedoch größer wird. Beim Laden bei 20 °C beträgt das Konstantstromverhältnis der ternären Lithiumbatterie 52,75 %, das Konstantstromverhältnis der Lithiumeisenphosphatbatterie 10,08 %. Ersteres ist fünfmal so hoch wie Letzteres.
6. In Bezug auf die Zyklenlebensdauer sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien besser als ternäre Lithium-Batterien. Die theoretische Lebensdauer ternärer Lithium-Batterien beträgt 2000 Zyklen, aber grundsätzlich sinkt die Kapazität nach 1000 Zyklen auf 60 %; SLA kann nach 3000 Zyklen nur noch 70 % der Leistung aufrechterhalten, während die Lithium-Eisenphosphat-Batterie nach demselben Zyklus 80 % der Kapazität aufweist.
Aus dem Vergleich der oben genannten sechs Aspekte lässt sich grob schließen, dass die relativen Vorteile der beiden hilfreich sind, um die Frage zu beantworten, welche besser ist: Die Lithium-Eisenphosphat-Batterie ist sicher, hat eine lange Lebensdauer und ist hochtemperaturbeständig; das Gewicht der ternären Lithiumbatterie ist gering, hat eine hohe Ladeeffizienz und ist niedrigtemperaturbeständig. Der Unterschied zwischen den beiden ist der Grund für die Koexistenz der beiden.
