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磷酸铁锂电池的缺点有哪些?

磷酸铁锂电池的缺点有哪些?

来源:
2021/07/14 14:18
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【摘要】:

  在我国,磷酸铁锂被广泛用作电力负极材料。政府市场分析师、研究机构、公司甚至证券公司都将这种材料视为动力锂离子电池的未来发展方向。究其原因,主要有以下两点:一是受美国研究方向的影响,磷酸铁锂电池正极材料较早采用A123和结合价。其次,我国尚未研制出具有良好高温循环和储存性能的动态锂离子电池用锰酸锂材料。然而,磷酸铁锂也有一些不可忽视的基本缺陷,总结如下:

  1. 在制备磷酸铁锂的烧结过程中,氧化铁可以在还原气氛下高温还原为单质铁。简单的烙铁会在电池中引起小短路,是电池中最忌讳的材料。这也是该材料在日本没有被用作动力锂离子电池正极材料的重要原因。

  2. 磷酸铁锂存在振动密度低、压实密度低等性能缺陷,导致锂离子电池能量密度低。低温性能差,即使是纳米碳涂层也不能解决这个问题。DonHillebrand,美国Argonne国家实验室能源存储系统中心主任,用“可怕”这个词来描述锂离子磷酸铁电池的低温性能。尽管一些制造商声称锂离子磷酸铁电池在低温下仍能保持良好的容量,但这是在放电电流较低和截止电压较低的情况下。在这种情况下,设备根本不会启动。

  3.材料制备成本高于电池制造成本,导致电池成品率低,一致性差。磷酸铁锂的纳滤和碳包覆不仅提高了材料的电化学性能,但也带来了能量密度低、合成成本高、电极加工性能差、环境要求苛刻等问题。虽然磷酸铁锂中的化学元素Li、Fe、P含量丰富且成本低廉,但磷酸铁锂的产品成本并不低。即使剔除研发成本,材料的技术成本和电池的制造成本也会增加单位储能成本。

  4. 产品一致性差。目前,国内还没有一家磷酸铁锂材料厂可以解决这个问题。从材料制备的角度来看,磷酸铁锂的合成是一个复杂的多相反应,由固体磷酸盐、氧化铁和锂盐,加上碳前驱体和还原气相组成。在这个复杂的反应过程中,很难保证反应的一致性。

  5. 知识产权。目前,磷酸铁锂的基本专利由德克萨斯大学持有,碳涂层的专利由加拿大人申请。这两项基本专利是不可避免的。如果佣金包含在成本中,产品成本会进一步增加。

 

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