【蓝狮平台资讯】磷酸铁锂电池的优缺点

磷酸铁的全名是磷酸铁锂。因为它的功能特别适于作动力方面的运用，则在名称中参加“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力电池”。

　　磷酸铁是指用磷酸铁锂作为正极资料的锂离子电池。 锂离子电池的正极资料有很多种，首要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元资料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是现在绝大多数锂离子电池运用的正极资料，而其它正极资料因为多种原因，现在在商场上还没有很多出产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从资料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。

　　磷酸铁归于锂离子二次电池，一个首要用途是用作动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。

　　磷酸铁充放电功率相对高一些，在 85% - 90%之间。而铅酸电池约为80%。

　　优势

　　1、安全功能的改进

　　磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是构成强氧化性物质，因而具有杰出的安全性。有报告指出，实践操作中针刺或短路试验中发现有小部分样品呈现焚烧现象，但未呈现一例爆炸事件，而过充试验中运用大大超出本身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象。虽然如此，其过充安全性较之一般液态电解液钴酸，已大有改进。

　　2、寿数的改进

　　磷酸铁是指用磷酸铁锂作为正极资料的锂离子电池。

　　长寿数铅酸电池的循环寿数在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁在相同条件下运用，理论寿数将到达7~8年。综合考虑，功能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充溢，起动电流可达2C，而铅酸电池无此功能。

　　3、高温功能好

　　磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度规模宽广（-20C-- 75C），有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。

　　4、大容量

　　∩充电池在经常处于充溢不放完的条件下工作，容量会敏捷低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁无此现象，电池不管处于什么状况，可随充随用，无须先放完再充电。

　　6、重量轻

　　平等规格容量的磷酸铁的体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池的1/3。

　　7、环保

　　磷酸铁一般被认为是不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲RoHS规则，为绝对的绿色环保电池证。所以之所以被业界看好，首要是环保考量，因而该电池又列入了“十五”期间的“863”国家高科技开展方案，成为国家重点支撑和鼓励开展的项目。随着我国参加WTO，我国电动自行车的出口量将敏捷增大，而进入欧美的电动自行车已要求装备无污染电池。

　　但有专家表示，铅酸电池造成的环境污染，首要发生在企业不规范的出产过程和回收处理环节。同理，归于新能源职业不错，但它也不能避免重金属污染的问题。金属资料加工中有铅、砷、镉、汞、铬等都有可能会释放到尘埃和水中。电池本身便是一种化学物质，所以有可能会发生两种污染：一是出产工程中的工艺排泄物污染;二是报废今后的电池污染。

　　磷酸铁也有其缺陷：例如低温功能差，正极资料振实密度小，等容量的磷酸铁的体积要大于钴酸锂等锂离子电池，因而在微型电池方面不具有优势。而用于动力电池时，磷酸铁和其他电池一样，需求面对电池共同性问题。

　　磷酸铁的缺陷及改进措施

　　磷酸铁也有其缺陷例如磷酸铁锂正极资料的振实密度较小等容量的磷酸铁锂

　　电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池因而在微型电池方面不具有优势。

　　锂离子动力的电池的功能首要取决于正负极资料磷酸铁锂作为锂动力电池资料是近几 年才呈现的事国内开发出大容量磷酸铁是2005年7月。其安全功能与循环寿数是 其它资料所无法相比的这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿数达2000 次。单节电池过充电压30V不焚烧穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极资料做出大容量锂离子电 池更易串联运用。以满足电动车频繁充放电的需求。具有无毒、无污染、安全功能好、原材 料来源广泛、价格便宜寿数长等长处是新一代锂离子电池的抱负正极资料。本项目归于 高新技术项目中功能功能源资料的开发是国家“863”方案、“973”方案和“十一五”高 技术工业开展规划重点支撑的领域。 导电性差、锂离子分散速度慢。高倍率充放电时实践比容量低这个问题是制约磷酸 铁锂工业开展的一个难点。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大规模的运用这是一个首要的问 题。可是导电性差现在已经得到比较完美的处理便是添加C或其它导电剂。现在在实 际出产过程中通过在前驱体添加有机碳源和高价金属离子联合掺杂的办法来改进资料的导 电性A123、烟台卓能正采用这种办法研讨表明磷酸铁锂的电导率提高了7个数量级

　　使磷酸铁锂具备了和钴酸锂相近的电导特性。试验室报导当0.1C充放电时可以到达

　　165mAh/g以上的比容量实践到达135-145mAh/g基本接近钴酸锂的水平可是锂离子扩

　　散速度慢的问题到现在仍然没有得到较好的处理现在采纳的处理方案首要有纳米化

　　LiFePO4晶粒从而削减锂离子在晶粒中的分散距离再者便是掺杂改进锂离子的分散通道后一种办法看起来作用并不明显。纳米化已经有较多的研讨可是难以运用到实践的工业生 产中现在只要A123宣称掌握了LiFePO4的纳米化工业技术。

　　振实密度较低

　　一般只能到达0.8-1.3低的振实密度可以说是磷酸铁锂的很大缺陷。 所有磷酸铁锂正极资料决议了它在小型电池如手机电池等没有优势所以其运用规模遭到一

　　定程度的约束

　　即便它的成本低安全功能好稳定性好循环次数高但如果体积太大 也只能小量的替代钴酸锂。但这一缺陷在动力电池方面不会杰出。因而磷酸铁锂首要是用 来制造动力电池。

　　磷酸铁低温功能差

　　虽然人们通过各种办法例如锂位、铁位、乃至磷酸位的掺杂改进离子和电子导电功能通过改进一次或二次颗粒的粒径及形貌操控有用反应面积、通 过参加额外的导电剂添加电子导电性等改进磷酸铁锂的低温功能可是磷酸铁锂资料的固有特点决议其低温功能劣于锰酸锂等其他正极资料。

　　一般情况下关于单只电芯注意是 单只而非电池组关于电池组而言实测的低温功能可能会略高这与散热条件有关而言其0℃时的容量坚持率约6070-10℃时为4055-20℃时为2040。

　　这样的低温功能显然不能满足动力电源的运用要求。当前一些厂家通过改进电解液体系、改进正极配方，改进资料功能和改进电芯结构设计等使磷酸铁锂的低温功能有所提升但还未真实满足需求。

　　电池存在共同性问题

　　单体磷酸铁寿数现在超越2000次但电池组的寿数会大 打折扣有可能是500次。因为电池组是由很多单体电池串并而成其工作状况比如一群人用绳子绑在一起跑步，即便每个人都是短跑健将，如果我们的动作共同性不高队伍就跑不快全体速度乃至比跑得最慢的单个选手的速度还要慢。

　　电池组同理只要在电池功能高度共同时寿数发挥才干接近单体电池的水平。

　　而在现有的条件下因为种种原因，制造出来的电池共同性不佳进而影响到电池的运用功能和全体寿数，因而运用在动力汽车上存在必定妨碍。

　　此外，从研发和出产锂离子电池的经历来看，日本是锂离子电池最早商业化的国家，并且一向占有着高端锂离子电池商场。而美国虽然在一些基础研讨上抢先，可是到现在为止还没有一家大型锂离子电池出产企业。因而，日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极资料更有其道理。即便是在美国，使用磷酸铁锂和锰酸锂作为动力型锂离子电池正极资料的厂家也是各占一半，联邦政府也是同时支撑这两种体系的研发。鉴于磷酸铁锂存在的上述问题，很难作为动力型锂离子电池的正极资料在新能源汽车等领域取得广泛运用。如果可以处理锰酸锂存在的高温循环与储存功能差的难题，凭借其低成本与高倍率功能的优势，在动力型锂离子电池中的运用将有巨大的潜力。