什么叫磷酸铁锂电池(磷酸铁锂电池优缺点有哪些)


  凭借价格低廉、安全性高等优点,磷酸铁锂电池成为关注焦点。无论国内企业还是国外企业,都在加速布局该领域,那什么叫磷酸铁锂电池及磷酸铁锂电池优缺点有哪些呢?

  什么叫磷酸铁锂电池?

磷酸铁锂电池

  磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池,单体额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6V~3.65V。那磷酸铁锂电池有什么优势呢?

  磷酸铁锂电池优缺点有哪些?

  1、充放电效率高

  Lifepo4 电池是锂离子二次电池。一个主要用途是用于动力电池。它比镍氢和镍镉电池有很大的优势。Lifepo4电池充放电效率高,在放电状态下充放电效率可达90%以上,而铅酸电池则在80%左右。

  2、lifepo4电池安全性能高

  磷酸铁锂晶体中的PO键稳定不易分解,即使在高温或过充下也不会像钴酸锂那样坍塌或发热,也不会形成强氧化性物质,因此具有良好的安全性。

  据悉,在实际操作中,针刺或短路试验中发现少部分样品有燃烧现象,但未发生爆炸事件。在过充电实验中,使用了比自放电电压高数倍的高压充电,发现仍有爆破现象。尽管如此,它的过充安全性相比普通的液态电解质钴酸锂电池有了很大的提升。

  3、Lifepo4电池循环寿命长

  Lifepo4电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。

  长寿命铅酸蓄电池循环寿命约为300次,最高可达500次。磷酸铁锂动力电池循环寿命达2000次以上,标准充电(5小时率)可达2000次。

  同样质量的铅酸蓄电池“新半年,旧半年,保养维护半年”,最长可达1~1.5年,而lifepo4电池在同等条件下使用,理论寿命将达到 7~8 岁。

  综合考虑,理论上性能价格比是铅酸电池的四倍以上。大电流放电可以用大电流2C快速充放电。在专用充电器下,1.5C充电1.5分钟即可将电池充满,启动电流可达2C,而铅酸电池则无此性能。

  4、良好的温度性能

  磷酸铁锂峰值温度可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂仅在200℃左右。 工作温度范围宽(-20C-+75C),耐高温,磷酸铁锂电加热峰值可达350°C-500°C,而锰酸锂和钴酸锂仅在200°C。

  5、Lifepo4 电池高容量

  它比普通电池(铅酸等)具有更大的容量。单体容量为5AH-1000AH。

  6、无记忆效应

  充电电池在经常没有完全放电的条件下工作,容量会很快降到额定容量以下。这种现象称为记忆效应。记忆力和镍氢、镍镉电池一样,但是lifepo4电池没有这个现象,无论电池处于什么状态,都可以随充使用,无需放电再充电。

  7、lifepo4电池的轻量化

  同规格容量的lifepo4电池是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。

  8、Lifepo4电池环保

  电池一般被认为不含任何重金属和稀有金属(镍氢电池需要稀有金属),无毒(SGS认证),无污染,符合欧洲RoHS法规,是绝对的绿色电池证书.

  因此,锂电池之所以受到业界青睐,主要是环保方面的考虑。因此,电池在“十一五”期间已被列入“863”国家高新技术发展规划,成为国家重点扶持鼓励发展项目。

  随着我国加入WTO,我国电动自行车的出口量将迅速增加,进入欧美的电动自行车已被要求配备无污染电池。

  锂离子电池的性能主要取决于正负极材料。磷酸铁锂是近年来才出现的锂电池材料。其安全性能和循环寿命是其他材料无法比拟的。电池最重要的技术指标。

  Lifepo4电池具有无毒、无污染、安全性能好、原材料广泛、价格低廉、寿命长等优点。是新一代锂离子电池的理想正极材料。

磷酸铁锂电池

  磷酸铁锂电池缺点

  1、在磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质。这也是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因;

  2、磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低。低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任Don Hillebrand博士谈到磷酸锂铁电池低温性能的时候,他用terrible来形容,他们对磷酸铁锂型锂离子电池测试结果表明表明磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)无法使电动汽车行驶。尽管也有厂家宣称磷酸锂铁电池在低温下容量保持率还不错,但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下。在这种状况下,设备根本就无法启动工作。

  3、材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能,但是也带来了其它问题,如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题。尽管磷酸铁锂中的化学元素Li,Fe与P很丰富,成本也较低,但是制备出的磷酸铁锂产品成本并不低,即使去掉前期的研发成本,该材料的工艺成本加上较高的制备电池的成本,会使得最终单位储能电量的成本较高。

  4、产品一致性差。目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够解决这一问题。从材料制备角度来说,磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。在这一复杂的反应过程中,很难保证反应的一致性。

  5、知识产权问题。最早的有关磷酸铁锂专利申请在1993年6月25日由F X MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)获得,并于同年8月19日公布申请结果。磷酸铁锂的基础专利被美国德州大学所有,而碳包覆专利被加拿大人所申请。这两个基础性专利是无法绕过去的,如果成本中计算上专利使用费的话,那产品成本将会进一步提高。

  以上就是什么叫磷酸铁锂电池及磷酸铁锂电池优缺点有哪些的介绍,相信大家看了之后对磷酸铁锂电池有了基础的了解了。

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