磷酸鐵鋰電池的優缺點是什么?
小編從業鋰電池技術業務多年,下面根據自己積累下來的電池知識做簡單介紹一下磷酸鐵鋰電池的優缺點都有哪些?
一、優點
1、磷酸鐵鋰電(dian)(dian)(dian)池的放電(dian)(dian)(dian)平臺(tai)穩(wen)定,電(dian)(dian)(dian)池的標(biao)稱電(dian)(dian)(dian)壓(ya)是(shi)3.2V、終(zhong)止(zhi)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)是(shi)3.6V、終(zhong)止(zhi)放電(dian)(dian)(dian)壓(ya)是(shi)2.0V;
2、比(bi)容量(liang)大,高效率輸出:標準放電(dian)(dian)為(wei)2~10C、連續高電(dian)(dian)流放電(dian)(dian)可達20C,瞬間脈(mo)沖(chong)放電(dian)(dian)(10S)可達40C;
3、安全(quan)性(xing)(xing)好且工(gong)作溫度(du)范圍寬(kuan)廣(guang)(-20℃—+75℃),高(gao)溫時性(xing)(xing)能(neng)良好:外部(bu)溫度(du)65℃時內部(bu)溫度(du)則高(gao)達95℃,電池放電結束時溫度(du)可達160℃,電池內部(bu)結構安全(quan)、完好;
4、即使(shi)電池(chi)內(nei)部或外部受到傷害,電池(chi)不(bu)(bu)燃燒、不(bu)(bu)爆炸、安全性最好;
5、極(ji)好的循(xun)環(huan)(huan)(huan)壽命(ming),經500次(ci)循(xun)環(huan)(huan)(huan),其放電容量仍大于95%;實驗室制備的磷酸(suan)鐵鋰單體電池在進行1C的循(xun)環(huan)(huan)(huan)測試(shi)時,循(xun)環(huan)(huan)(huan)壽命(ming)高達2000次(ci)。
6、過(guo)放(fang)電到(dao)零伏也無損壞,零電壓存放(fang)7天后電池(chi)無泄漏,性(xing)能良好(hao),容量(liang)為(wei)100%;存放(fang)30天后,無泄漏、性(xing)能良好(hao),容量(liang)為(wei)98%;存放(fang)30天后的電池(chi)再做(zuo)3次充放(fang)電循環(huan),容量(liang)又(you)恢(hui)復到(dao)100%。
7、可(ke)(ke)快速充(chong)電(dian),自放電(dian)少(shao),無(wu)記憶效應:可(ke)(ke)大電(dian)流2C快速充(chong)放電(dian),在專用充(chong)電(dian)器下(xia),1.5C充(chong)電(dian)40分鐘(zhong)內即可(ke)(ke)使電(dian)池充(chong)滿,起動(dong)電(dian)流可(ke)(ke)達2C,;
8、低成(cheng)本(ben),磷酸鐵鋰電池制造(zao)原(yuan)材料豐富,成(cheng)本(ben)相對較低;
9、電池使用的原材(cai)料(liao)無重金屬元素,對環境無污染(ran),是良好的可(ke)持續發展能源電池。
二、缺點
1、能量密度低
磷酸鐵鋰(li)電池由于受(shou)本身化(hua)學原材料性質的限制,其(qi)在能(neng)量(liang)密度方面與聚合物鋰(li)電池(三元(yuan)鋰(li)電池)相比要(yao)低些;
2、低溫性能相對差些
磷酸鐵鋰電(dian)池(chi)由于受本身化(hua)學原材料性質的限(xian)制,其在低溫環境下放電(dian)性能(neng)方面與聚合(he)物(wu)鋰電(dian)池(chi)(三元鋰電(dian)池(chi))相(xiang)比(bi)要差(cha)些;
3、導電性差:目前在實(shi)際生產過程中(zhong)通(tong)過在前驅體(ti)添(tian)加有機碳源和高價金屬離子聯(lian)合摻雜的辦法來改善材(cai)料的導電性(A123、煙臺(tai)卓(zhuo)能正采用這(zhe)種方法),研(yan)究表明,磷(lin)酸鐵鋰的電導率(lv)提高了(le)7個(ge)數量(liang)級,使磷(lin)酸鐵鋰具備了(le)和鉆酸鋰相近(jin)的電導特(te)性。
鋰離(li)子擴散速度慢(man)。目(mu)前采取(qu)的(de)(de)解決方案主要有納米(mi)化(hua)(hua)LiFePO晶粒,從(cong)而減(jian)少鋰離(li)子在晶粒中的(de)(de)擴散距離(li),再者就是摻雜改善鋰離(li)子的(de)(de)擴散通道,后一種方法看起來效(xiao)果(guo)并不明顯。納米(mi)化(hua)(hua)已經(jing)有較多的(de)(de)研究,但是難以應用(yong)到實際的(de)(de)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)中,目(mu)前只有A123宣稱掌握了LiFePO的(de)(de)納米(mi)化(hua)(hua)產(chan)業(ye)技術。
4、在磷(lin)酸鐵鋰(li)制備(bei)時的(de)燒結過程中(zhong),氧化鐵在高溫還(huan)原(yuan)性氣氛下(xia)存在被(bei)還(huan)原(yuan)成單質(zhi)鐵的(de)可能性。單質(zhi)鐵會引(yin)起電(dian)池的(de)微短路,是電(dian)池中(zhong)最忌諱的(de)物(wu)質(zhi)。這(zhe)也是日本一直(zhi)不將該材料作為動力型鋰(li)離(li)子電(dian)池正極(ji)材料的(de)主要原(yuan)因。
5、磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰存在(zai)一些性能(neng)(neng)上的(de)缺陷,如(ru)振(zhen)實密(mi)度與壓實密(mi)度很(hen)低(di)(di)(di),導致鋰離(li)子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)能(neng)(neng)量密(mi)度較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)(di)(di)。低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)性能(neng)(neng)較(jiao)(jiao)(jiao)差(cha),即使將其(qi)納米化和(he)碳包覆也沒有解決這一問題。美(mei)國(guo)阿貢(gong)國(guo)家實驗室儲能(neng)(neng)系統(tong)中心(xin)主任DonHillebrand博士(shi)談(tan)到磷酸(suan)鋰鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)性能(neng)(neng)的(de)時候,他(ta)用terrible來形容,他(ta)們(men)對磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰型鋰離(li)子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)測試(shi)結(jie)果表明表明磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)下(0℃以下)無法(fa)使電(dian)(dian)(dian)(dian)動汽車行駛。盡管也有廠(chang)家宣稱磷酸(suan)鋰鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)下容量保(bao)持率(lv)還(huan)不錯,但是(shi)那是(shi)在(zai)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao)和(he)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)截(jie)止電(dian)(dian)(dian)(dian)壓很(hen)低(di)(di)(di)的(de)情(qing)況下。在(zai)這種狀(zhuang)況下,設備根(gen)本就無法(fa)啟動工作。
6、一致性差
材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)與電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高,電池成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)品率低(di),一致性(xing)差。磷(lin)酸鐵鋰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)納(na)米化(hua)和(he)碳包覆盡管(guan)提(ti)高了材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電化(hua)學(xue)性(xing)能(neng),但是也(ye)帶來了其它問(wen)題(ti),如(ru)能(neng)量(liang)密度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)、合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高、電極加工性(xing)能(neng)不(bu)良以及對環境要求(qiu)苛刻等(deng)問(wen)題(ti)。盡管(guan)磷(lin)酸鐵鋰中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)元素Li、Fe與P很豐(feng)富,成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)也(ye)較(jiao)低(di),但是制(zhi)備(bei)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)酸鐵鋰產品成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)并不(bu)低(di),即使(shi)去掉前期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研發成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben),該材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)加上(shang)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben),會使(shi)得最終單位(wei)儲能(neng)電量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高。





