鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:989次 | 2020年10月27日
有關(guān)磷酸鐵鋰離子電池和優(yōu)缺點(diǎn)介紹
磷酸鐵鋰離子電池:原材料磷、鐵存在于地球的資源含量豐富,供料渠道少受限制。電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng),在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高于其他類(lèi)型的電池。
磷酸鐵鋰離子電池優(yōu)點(diǎn):相比目前市面上較為常見(jiàn)的三元鉆酸鋰和錳酸鋰離子電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰離子電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn):更高的安全性、更長(zhǎng)的使用壽命、不含稀有金屬和強(qiáng)污染的重金屬、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
1、超長(zhǎng)壽命,長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右,最高也就500次,國(guó)產(chǎn)有的磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池,循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上,標(biāo)準(zhǔn)充電(s小時(shí)率)使用,可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年,最多也就1-15年時(shí)間,而磷酸鐵鋰離子電池在同樣條件下使用,將達(dá)到,一8年。綜合考慮,性能價(jià)格比將為鉛酸電池的:倍以上。
2、使用安全,磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問(wèn)題。
3、可大電流ac快速充放電,在專(zhuān)用充電器下,15c充電0分鐘內(nèi)即可使電池充滿,起動(dòng)電流可達(dá)c,而鉛酸電池現(xiàn)在無(wú)此性能。
4、耐高溫,磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鉆酸鋰只在200℃左右。
5、大容量。
6、無(wú)記憶效應(yīng)。
7、綠色環(huán)保。
磷酸鐵鋰離子電池缺點(diǎn):磷酸鐵鋰存在振實(shí)密度與壓實(shí)密度偏低的缺點(diǎn),導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度欠佳;材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低。
1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)程中,氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路,是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的重要原因。
2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時(shí)候,他用terrible來(lái)形容,他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰離子電池在低溫下(0℃以下)無(wú)法使電動(dòng)汽車(chē)行駛。盡管也有廠家宣稱(chēng)磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò),但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下,設(shè)備根本就無(wú)法啟動(dòng)工作。
3、材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能,但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題,如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li、Fe與P很豐富,成本也較低,但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低,即使去掉前期的研發(fā)成本,該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本,會(huì)使得最終單位儲(chǔ)能電量的成本較高。
4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽,外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中,很難保證反應(yīng)的一致性。
5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。目前磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利被美國(guó)德州大學(xué)所有,而碳包覆專(zhuān)利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專(zhuān)利是無(wú)法繞過(guò)去的,假如成本中計(jì)算上專(zhuān)利使用費(fèi)的話,那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。
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