Was ist besser, eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie oder eine ternäre Lithium-Batterie?
Vergleicht man den Akku mit dem menschlichen Körper, ist das Modul das „Herz“, das für die Speicherung und Abgabe von Energie sowie die Stromversorgung des Fahrzeugs zuständig ist. Im Vergleich zum Lithiumeisenphosphat-Material weist das ternäre Material eine höhere spezifische Entladekapazität und eine höhere Durchschnittsspannung auf. Daher ist die massenspezifische Energie der ternären Batterie im Allgemeinen höher als die von Lithiumeisenphosphat Batterie .
Aufgrund der geringen Dichte, der kleinen Partikelgröße und der Kohlenstoffbeschichtung des Lithiumeisenphosphatmaterials beträgt die verdichtete Dichte des Polstücks etwa 2,3–2,4 g/cm³, während die verdichtete Dichte des ternären Polstücks 3,3–3,5 g/cm³ erreichen kann. Daher ist auch die volumenspezifische Energie des ternären Materials und der Batterie deutlich höher als die von Lithiumeisenphosphat.
Aus Sicherheitsgründen besteht die Hauptstruktur des Lithiumeisenphosphatmaterials aus PO4, und seine Bindungsenergie ist deutlich höher als die MO-Bindungsenergie des ternären Materials Mo6-Oktaeder. Die thermische Zersetzungstemperatur des vollständig geladenen Lithiumeisenphosphatmaterials beträgt etwa 700 °C, während die thermische Zersetzungstemperatur des entsprechenden ternären Materials 200–300 °C beträgt. Daher ist das Lithiumeisenphosphatmaterial sicherer.
Aus der Perspektive der Batterie ist die Lithium-Eisenphosphat-Batterie kann alle Sicherheitstests bestehen, während die ternären Batterien die Nadelstich- und Überladetests nicht problemlos bestehen. Es müssen Verbesserungen an den Strukturteilen und am Batteriedesign vorgenommen werden.
Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit beträgt die Aktivierungsenergie von Li+ in Lithiumeisenphosphat jedoch nur 0,3–0,5 eV, was zu einem Li+-Diffusionskoeffizienten in der Größenordnung von 10-15–10-12 cm²/s führt. Die extrem niedrige Elektronenleitfähigkeit und der niedrige Lithiumionendiffusionskoeffizient führen zu einer schlechten Leistungsfähigkeit von LFP. Der Li+-Diffusionskoeffizient des ternären Materials beträgt etwa 10-12–10-10 cm²/s, und die Elektronenleitfähigkeit ist hoch. Daher weist die ternäre Batterie eine bessere Leistungsfähigkeit auf.
Die geringe elektronische und ionische Leitfähigkeit von Lithiumeisenphosphat führt zu einer schlechten Leistung der Lithiumeisenphosphatbatterie bei niedrigen Temperaturen. Im Vergleich zur Normaltemperatur beträgt die Kapazitätserhaltungsrate der Lithiumeisenphosphatbatterie bei -20 °C nur etwa 60 %, während die ternäre Batterie desselben Systems mehr als 70 % erreichen kann.
Ternäre Materialien enthalten seltene Metalle wie Ni und Co und sind teurer als Lithiumeisenphosphat. Mit der Verbesserung der Materialien und der Batterietechnologie steigen die Kosten für ternäre und Lithium-Eisenphosphat-Batterien Der Preis ist deutlich gesunken. Der Marktpreis für ternäre Batterien ist derzeit höher als der für Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Gleichzeitig verursachen die Ni- und Co-Elemente in ternären Materialien und Batterien eine höhere Umweltbelastung als die umweltfreundlichen Fe- und P-Elemente. Zusammen mit den oben genannten Faktoren ist die Forderung nach Umweltschutz und Abfallrecycling für ternäre Materialien und Batterien dringender. Daher sind die Kosten für ternäre Lithiumbatterien im Allgemeinen höher als für Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
