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磷酸铁锂电池不可忽视的压根缺点

磷酸铁锂电池不可忽视的压根缺点

来源:
2021/11/01 17:39
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【摘要】:

  磷酸铁锂电池是目前我国重要的电力负极材料。政府市场分析师、研究机构、企业甚至证券公司都看好这种材料,认为它是动力锂电池的未来发展方向。原因如下:第一,受美国研发方向的影响,A123公司首先选择制作磷酸铁锂电池正极材料。其次,国内尚未研制出具有良好高温循环和储存功能的动态锂电池用锰酸锂材料。但是磷酸铁锂也有不可忽视的根本缺陷,总结如下:

  1. 在制备磷酸铁锂的烧结过程中,氧化铁在高温回收气氛中可还原为铁元素。简单的铁可以引起电池的微短路,是电池中最忌讳的材料。这也是日本拒绝使用这种材料作为锂电池正极的一个重要原因。

  2. 磷酸铁锂在功能上存在一些缺点,如振动密度低、压实密度低,导致锂电池能量密度低。低温功能差,即使纳米和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谈到了在低温下磷酸铁锂电池的使用。虽然一些制造商声称锂离子磷酸铁电池在低温下工作良好,但这是在放电电流低和截止电压低的时候。此时,设备无法启动作业。

  3.材料的制备成本和电池的制造成本高,电池的成品率低。磷酸铁锂的纳滤和碳涂层,在除去材料的电化学性能的同时,也会导致其他问题,如能量密度降低、成本降低、电极加工差、环境要求严格等。铁和P非常丰富,成本很低,磷酸铁锂的产品成本不低,即使前期开发成本、材料技术成本和制备电池的成本都很高,这将使最终的单元储能成本很高。

  4. 产品均匀性不同。目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂可以处理这个问题。从材料制备的角度来看,磷酸铁锂反应是由固体磷酸盐、氧化铁和锂、碳前驱体和回收气相组成的混乱多相反应。在这种混沌反应中,很难保证反应的均匀性。

  5. 知识产权。1993年6月25日,FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)批准了第一项磷酸铁锂专利申请,并于1993年8月19日公布了申请的效果。磷酸铁锂专利归德克萨斯大学所有,碳覆盖专利归加拿大人所有。这两项基本专利不能绕过过去,假设专利费是用固定成本计算的,产品成本将进一步下降。

  此外,从开发和生产锂电池的经验来看,日本是第一个实现锂电池商业化的国家,一直占据着高端锂电池市场。美国虽然在一些基础研究方面处于领先地位,但尚未生产出大型锂电池。因此,日本选择改性锰酸锂作为动力锂电池正极材料更为合理。即使在美国,磷酸铁锂和锰酸锂同样被用作锂电池的负极材料,联邦政府正在支持这两种系统的发展。鉴于上述问题,磷酸铁锂难以作为新能源汽车等领域锂电池的正极材料。如果能解决锰酸锂在高温循环和储存功能方面存在的问题,以其低成本、高倍增器功能的优势,在锂电池的动力应用方面将有很大的潜力。

 

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