鉅大LARGE | 點擊量:1128次 | 2020年10月13日
磷酸鐵鋰離子電池的優勢與劣勢
磷酸鐵鋰離子電池的優勢
一、超長壽命:長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動力鋰電池在室溫下1C充放電循環2000次,容量保持率80%以上;是鉛酸電池5倍,鎳氫電池的4倍,是鈷酸鋰離子電池4倍,是錳酸鋰離子電池4-5倍左右。
二、安全性高:磷酸根化學鍵的結合力比傳統的過渡金屬氧化物結構化學鍵強,所以結構更加穩定,并且不易釋放氧氣。磷酸鐵鋰離子電池在高溫下的穩定性可達400以上,保證了電池內在的高安全性;不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而出現爆炸或燃燒。
三、環保且不要稀有金屬:磷酸鐵鋰離子電池不含任何(鋰之外)重金屬或者稀有金屬,無毒(SGS認證通過),無污染,符合歐洲RoHS規定,為環保電池。
四、充電速度快,自放電少,無記憶效應:磷酸鐵鋰離子電池可大電流2C快速充放電,在專用充電器下,2C充電30分鐘內即可使電池充滿95%,起動電流可達2C,而鉛酸電池現在無此性能。
五、體積小,重量輕:商品設計可輕量化,體積是相同容量鉛酸電池的2/3,也較鎳氫電池體積小;重量是相同容量鉛酸電池的1/3,鎳氫電池的2/3左右;
六、電池單體電壓高,放電平臺穩定:為3.2V,串聯少,電池組可靠性高;電池組可靠性高,可作大電流高功率充放電高倍率放電特性:10C充放電效率達到96%以上,容量保持率90%以上,可實現10C放電;
綜上可知,磷酸鐵鋰離子電池相對傳統電池和其它鋰離子電池,具有自身明顯的優勢,表1和表2對其性能和傳統電池及鋰離子電池進行比較
可見與傳統電池相比,磷酸鐵鋰離子電池只在價格方面處于一定劣勢,其他各項指標明顯占據優勢。但假如考慮電池壽命,磷酸鐵鋰離子電池的價格卻是最低的。
磷酸鐵鋰除了振實密度、克容量兩個指標略有不足,其他各項指標均占很大優勢,尤其是在循環性能、環保性、安全性能、原料成本及應用領域方面。
2.2磷酸鐵鋰離子電池的劣勢
1、導電性差、鋰離子擴散速度慢。高倍率充放電時,實際比容量低,這個問題是制約磷酸鐵鋰產業發展的一個難點。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應用,這是一個重要的問題。
2、振實密度較低。一般只能達到0.8-1.3,低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點,這決定了它在小型電池如手機電池等沒有優勢,所以其使用范圍受到一定程度的限制。即使它的成本低,安全性能好,穩定性好,循環次數高,但假如體積太大,也只能小量的取代鈷酸鋰。但這一缺點在動力鋰電池方面不會突出。因此,磷酸鐵鋰重要是用來制作動力鋰電池。
3、一致性問題嚴重。單體磷酸鐵鋰離子電池壽命目前超過2000次,但是制作出來的電池一致性不佳,進而影響到電池組的使用性能和整體壽命,因此應用在動力汽車上存在一定障礙。
4、磷酸鐵鋰離子電池低溫性能差。磷酸鐵鋰材料的固有特點,決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下,關于單只電芯,其0℃時的容量保持率約60~70%,-10℃時為40~55%,-20℃時為20~40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。
5、制造成本高。磷酸鐵鋰具有安全性、環保性、循環次數高等優點是毋庸置疑的,但目前的制造成本相對鉛酸電池、錳酸鋰離子電池要高,其重要原因是:1)材料物理性能和其他鋰電材料相差較大,其粒度小,振實密度小,比表面積大,材料的加工性能不好,涂敷量低,導致電池成本新增;2)磷酸鐵鋰離子電池只有3.2V,比其他的鋰電低20%左右,單體電池要多用20%,導致電池組成本上升較多。
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