1. Gęstość energii:

Gęstość energii to kluczowy wskaźnik do pomiaru pojemności magazynowania energii w akumulatorze. Bezpośrednio określa, ile energii akumulator może zmagazynować w danej objętości lub wadze. Pod tym względem akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe wykazują wyraźną przewagę. Ogólnie rzecz biorąc, gęstość energii komórki akumulatora litowo-jonowego trójskładnikowego może osiągnąć około 200 Wh/kg, co oznacza, że może on zmagazynować więcej energii w danej objętości lub wadze. Ta cecha sprawiła, że akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe stały się błyszczącym przykładem w sektorze pojazdów elektrycznych, znacznie zwiększając zasięg pojazdów i zaspokajając pilną potrzebę konsumentów na dłuższy zasięg jazdy. Ponadto, w przypadku wysokiej klasy produktów elektronicznych, wysoka gęstość energii akumulatorów litowo-jonowych trójskładnikowych oznacza również lżejsze konstrukcje i dłuższą żywotność baterii.

W przeciwieństwie do tego, gęstość energii akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych jest stosunkowo niska, zazwyczaj około 110 Wh/kg. Ta wartość ogranicza wydajność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w zastosowaniach wymagających wysokiej gęstości energii, takich jak pojazdy elektryczne, gdzie zasięg jest znacznie ograniczony. Jednak zalety akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w innych obszarach sprawiają, że są one niezastąpione w niektórych specyficznych zastosowaniach.

2. Bezpieczeństwo:

Bezpieczeństwo to kluczowy czynnik, który należy wziąć pod uwagę podczas użytkowania akumulatora. Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe wykazują w tym zakresie wyjątkową wydajność. Temperatura rozkładu termicznego materiału litowo-żelazowo-fosforanowego sięga nawet 800°C, co oznacza, że podczas ładowania i rozładowywania generuje się stosunkowo mało ciepła. Nawet w ekstremalnych warunkach, takich jak przeładowanie i zwarcie, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są mniej podatne na ucieczkę termiczną, co skutkuje stosunkowo wysokim poziomem bezpieczeństwa. Ta cecha doprowadziła do ich powszechnego stosowania w systemach magazynowania energii i gospodarstwach domowych, skutecznie zmniejszając ryzyko pożaru i wybuchu.

Akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe zawierają jednak aktywne pierwiastki metaliczne, takie jak kobalt, co skutkuje stosunkowo słabą stabilnością termiczną. Zaczynają się rozkładać w temperaturze około 200°C. Przegrzanie, zwarcie lub niewłaściwa obsługa mogą łatwo doprowadzić do ucieczki termicznej, zwiększając ryzyko pożaru i wybuchu. Dlatego stosowanie akumulatorów litowo-jonowych trójskładnikowych wymaga bardziej rygorystycznych systemów zarządzania akumulatorami i wzmocnionych środków ostrożności w celu zapewnienia ich bezpieczeństwa.

3. Żywotność cykliczna

Żywotność cykliczna to kluczowy wskaźnik długoterminowej wydajności akumulatora. Pod tym względem akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe wykazują doskonałą wydajność. Ze względu na stabilną strukturę krystaliczną i doskonałe właściwości elektrochemiczne, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe utrzymują wysoką pojemność podczas cykli ładowania i rozładowywania, osiągając żywotność cykliczną na poziomie 3500-5000 cykli. Ta cecha sprawia, że akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są szczególnie odpowiednie do zastosowań wymagających długotrwałej, stabilnej pracy, takich jak systemy magazynowania energii.

W przeciwieństwie do tego, akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe mają żywotność cykliczną wynoszącą około 2500 cykli, a ich spadek pojemności jest stosunkowo szybki po długotrwałym użytkowaniu. Ta wada ogranicza ich zastosowanie w niektórych zastosowaniach wymagających długotrwałej, stabilnej pracy. Jednak dzięki ciągłym ulepszeniom technologicznym i optymalizacji, żywotność cykliczna akumulatorów litowo-jonowych trójskładnikowych stopniowo się poprawia i oczekuje się, że w przyszłości osiągną one jeszcze lepsze wyniki w tym obszarze.

4. Wydajność ładowania i rozładowywania:

Wydajność ładowania i rozładowywania to kluczowy wskaźnik szybkości ładowania i pojemności rozładowywania akumulatora. Pod tym względem akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe wykazują wyraźną przewagę. Akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe mogą szybko pochłaniać i uwalniać energię elektryczną, oferując wysoką wydajność ładowania i znacznie skracając czas ładowania, spełniając wymagania szybkiego trybu życia i produkcji. Ta cecha doprowadziła do ich powszechnego stosowania w dziedzinie szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych.

Tradycyjne akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są natomiast stosunkowo wolne w ładowaniu i rozładowywaniu, wymagając dłuższego czasu ładowania. Jednak wraz z ciągłym postępem technologicznym, wydajność szybkiego ładowania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych stopniowo się poprawia.

5. Wydajność w niskich temperaturach:

Wydajność w niskich temperaturach to miara zdolności akumulatora do pracy w środowiskach o niskiej temperaturze. Akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe wykazują w tym zakresie wyjątkową wydajność. Nawet w temperaturach tak niskich jak -30°C mogą utrzymać pewną pojemność rozładowania, zapewniając daleki zasięg jazdy pojazdów elektrycznych zimą. Ta cecha doprowadziła do ich szerokiego zastosowania w regionach o zimnym klimacie.

Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe z drugiej strony doświadczają znacznej degradacji wydajności w niskich temperaturach, a ich maksymalna temperatura pracy wynosi zazwyczaj około -20°C. W środowiskach o niskiej temperaturze pojemność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych maleje, a prędkość ładowania spada. Ta wada ogranicza ich zastosowanie w regionach o zimnym klimacie. Jednak dzięki ciągłym badaniom i rozwojowi technologicznemu oraz ulepszeniom, wydajność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w niskich temperaturach stopniowo się poprawia.

6. Krzywa rozładowania:

Krzywa rozładowania opisuje zmiany napięcia podczas procesu rozładowywania. Pod tym względem akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe i akumulatory litowo-jonowe trójskładnikowe mają różne cechy. Krzywa rozładowania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych ma wyraźne regiony wysokiego napięcia, plateau i niskiego napięcia, co utrudnia użytkownikom dokładne określenie pozostałego ładunku na podstawie odczytu napięcia. Dlatego system zarządzania akumulatorem dla akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych wymaga bardziej złożonych algorytmów do oszacowania pozostałego ładunku.

Krzywa rozładowania akumulatorów litowo-jonowych trójskładnikowych jest stosunkowo gładka, co ułatwia użytkownikom określenie poziomu naładowania na podstawie napięcia. Jednak w dążeniu do wysokiej gęstości energii, zapewnienie stabilnej kontroli rozładowania stanowi wyzwanie dla technologii zarządzania akumulatorami. Dlatego podczas korzystania z akumulatorów litowo-jonowych trójskładnikowych wymagany jest bardziej zaawansowany system zarządzania akumulatorami, aby zapewnić stabilne i dokładne rozładowanie.

Podsumowując, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe i akumulatory Li(NiCoMn)O₂ mają swoje zalety w wielu wymiarach, w tym w gęstości energii, bezpieczeństwie, żywotności cyklicznej, wydajności ładowania i rozładowywania, wydajności w niskich temperaturach i krzywej rozładowania. Przy wyborze akumulatora konieczne jest kompleksowe rozważenie różnych czynników w oparciu o konkretny scenariusz zastosowania i potrzeby, aby wybrać najbardziej odpowiedni typ akumulatora.