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磷酸铁锂动力型电池与磷酸铁锂储能型电池的区别分析
260 2023-10-18
    磷酸铁锂动力电池与磷酸铁锂储能电池的主要区别有:电池容量不同,应用场景不同,电池管理系统BMS有差异,采用的电芯种类不同,性能和设计不一样。
【电池定义】
    磷酸铁锂动力电池,主要提供动力,即将电通过电动机转化为行驶动力、牵引动力等等。用动力电池提供电源的交通工具有电动汽车、电动列车、电动卡车、电动自行车、电动三轮车、电动船舶;牵引型的有学校、工厂、运动场等场所用的室内室外牵引车、叉车;其他可用作电动工具电源,如无人机、电动玩具。
    磷酸铁锂储能电池,用于储存电能。主要用于太阳能发电设备和风力发电设备的电站、通信基站、家用储能、便携式电源等,以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池。
【基本区别】
    能量密度和功率密度:磷酸铁锂动力电池>磷酸铁锂储能电池
    磷酸铁锂动力电池更侧重于充放电功率等方面,要求充电速率快、输出功率高、耐震动,尤其强调较高的安全性和高能量密度以达到持久续航能力,还有重量体积方面的轻量要求。
    磷酸铁锂储能电池强调电池容量,尤其要求运行稳定性和使用寿命,多考虑电池模块一致性,电池材料方面就要关注膨胀率和能量密度、电极材料性能均匀性等方面,以追求整体储能设备的长寿命和低成本。
【结构组成】
    磷酸铁锂动力电池和磷酸铁锂储能电池的结构组成不同:正极材料前者为磷酸铁锂或磷酸铁锂衍生物,后者为磷酸铁锂;负极材料前者为炭黑或高比表面积的碳材料,后者为石墨。
【使用寿命】
    磷酸铁锂动力电池<磷酸铁锂储能电池。对于动力锂电池而言,储能锂电池对于使用寿命有更高的要求。新能源汽车的寿命一般在8年,而储能设施寿命大于10年。
【循环次数】
    磷酸铁锂动力电池<磷酸铁锂储能电池。动力电池的循环次数寿命在2000次左右。储能锂电池的循环次数寿命要求能够大于3500次,若提高充放电频率,循环寿命要求通常要求能够达到5000次以上。
【综合颜值】
    磷酸铁锂动力电池更小巧,比重较轻;磷酸铁锂储能电池外观一般更为方正和厚重。
【体重:重量要求】
    磷酸铁锂动力电池重量<磷酸铁锂储能电池重量。
    因新能源汽车的耗电量随着汽车重量变化而增大,所以动力电池要求重量更轻。储能电站的对储能电池的要求都是大规模的,兆瓦级别以上甚至百兆瓦的级别,对电池的重要没有要求。因储能锂电池没有重要限制而使得制作成本要求比动力锂电池的成本更低,安全性也要求更高。
【身高:体积大小】
    磷酸铁锂动力电池的体积相当于十几二十张大地毯叠在一起,而磷酸铁锂储能电池一般是由多个电池模组组成一个大模组,再由许多大模组组合而成。体积接近集装箱的储能电池。
【电池容量】
    电池容量:磷酸铁锂动力电池<磷酸铁锂储能电池。
【电学性能】
    放电电流:磷酸铁锂动力电池>磷酸铁锂储能电池
    电阻:磷酸铁锂动力电池<磷酸铁锂储能电池
    磷酸铁锂动力电池和磷酸铁锂储能电池若使用的电池材料相同,但是同材质的质量上,动力电池稍微好一些,内阻会低一些,储能电池稍微差一些,内阻会高一些。
【应用要求】
    磷酸铁锂动力电池放电时电流变化较大,更注重充放电功率等,要求快速充电速率、高输出功率和抗冲击能力,特别是高安全性和高能量密度、实现持久续航以及重量和体积方面的轻量化要求。储能电池可以算是比较稳定的输出,一般放电电流小,放电时间长。从电池材料方面,需要考虑正负极材料的储锂性能以及电解液和隔膜的相关性能。
    磷酸铁锂储能电池一般需要储能电池连续充电或连续放电两个小时以上,同时需要承担调频和调峰的应用场景,能量型电池会更适合些,当然,这种场景下也可以将功率型与容量型电池配合一起使用。
【部件成本】
    磷酸铁锂动力电池PACK基本上由以下5个系统组成:电池模组、电池管理系统、热管理系统、电气系统及结构系统。动力电池系统成本由电芯、结构件、BMS、箱体、辅料、制造费用等综合成本组成,电芯占据80%左右的成本,Pack(包含结构件、BMS、箱体、辅料、制造费用等)成本占据整个电池包成本约20%。
    磷酸铁锂储能电池系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。储能系统的成本构成中,电池是储能系统最重要的组成部分,成本占比60%;其次是储能逆变器,占比20%,EMS(能量管理系统)成本占比10%,BMS(电池管理系统)成本占比5%,其他为5%。
【管理系统】
    磷酸铁锂电池管理系统BMS(Battery Management System)是电池包的重要组成部分,电池包的各个功能、部件能否协调一致,都取决于电池管理系统BMS,并且还能直接影响电池的动力输出以及电池包的安全。
    磷酸铁锂动力电池与磷酸铁锂储能电池的电池管理系统BMS有差异,因为动力电池多应用于新能源汽车,常处于高速运动对电池的功率响应速度和功率特性、SOC估算精度、状态参数计算数量,有着更严谨的要求,并且相关调节功能也需要通过BMS实现。
来源: SMM钴锂新能源  作者:杨朝兴