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解读磷酸铁锂电池的优点和缺点

解读磷酸铁锂电池的优点和缺点

来源:
2021/08/26 14:28
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【摘要】:

  磷酸铁

  锂离子磷酸铁电池:地球上的原料磷和铁资源丰富,供应渠道不受限制。中压(3.2V),单位重量大容量(170mah/g),放电功率高,充电快,循环寿命长,在高温、高温环境下比其他类型电池更稳定。

  锂离子磷酸铁电池的优点:在市场上较为常见的三元硼酸锂和锂锰酸锂电池中,锂离子磷酸铁电池至少有五个优点:安全性更高,使用寿命更长,无污染强,支持稀有和重金属的快速充电,工作温度范围广。

  1、寿命长,长寿命铅酸电池循环寿命约为300倍,可达500倍,国产磷酸铁锂循环寿命可达2000倍以上,标准充电(s小时率)使用,可达2000倍以上。同样质量的铅酸电池有新电池半年,旧电池半年,维护保养半年,最多1-15年,而磷酸铁锂电池在相同条件下可使用1-8年。总体而言,性能成本比将是铅酸电池的两倍以上。

  2. 安全使用:彻底解决钴酸锂、锰酸锂的安全隐患。

  3.大电流交流电可快速充放电。在专用充电器下,电池可以在15C充电后0分钟内充满。

  4. 耐高温,磷酸铁锂电池的峰值电温可达350℃-500℃,而锂锰酸和锂钻酸仅为200℃左右。

  5. 大容量。

  6. 没有记忆效应。

  7、绿色环保。

  磷酸铁锂电池的缺点:磷酸铁锂振动密度低,密度大,导致锂电池能量密度差。材料的制备成本高于电池的制备成本,而电池的成品率较低。

  1. 在制备磷酸铁锂的烧结过程中,氧化铁在还原气氛中高温还原为铁元素。简单的铁质会造成电池中的微短路,是电池中最忌讳的材料。这也是为什么这种材料在日本没有被用作动力锂电池的正极材料的一个重要原因。

  2. 磷酸铁锂存在振动密度低、压实密度低等性能缺陷,导致锂电池能量密度低。低温性能较差,即使是纳米碳涂层也不能解决这个问题。阿贡国家实验室储能系统中心主任DonHillebrand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,但这是在放电电流小、截止电压低的情况下。在这种情况下,设备根本无法启动。

  3.材料的制备成本高于电池的制造成本,导致电池成品率低,一致性差。磷酸铁锂的纳滤和碳包覆可以提高材料的电化学性能,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,但磷酸铁锂的产品成本并不低。即使排除了研发成本,材料的技术成本和电池制备成本也会导致额外的单位存储成本。

  4. 产品一致性差。目前,国内还没有解决这一问题的磷酸铁锂工厂。从材料制备的角度来看,磷酸铁锂的合成是一个由固体磷酸盐、氧化铁和锂盐、碳前驱体和还原性气相组成的复杂的多相反应。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。磷酸铁锂的基础专利目前由德克萨斯大学拥有,而碳涂层专利是由加拿大人申请的。这两项基本专利是不可回避的。如果在成本中包括佣金,产品成本将会进一步增加。

 

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