磷酸鐵鋰電池怎么樣？

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現(xiàn)在電池行業(yè)中大家聽(tīng)到最多的電池就是三元鋰電池，因?yàn)樵谛履茉搭I(lǐng)域應(yīng)用最廣泛，而后起之秀磷酸鐵鋰電池怎么樣呢？下面我們就從行業(yè)應(yīng)用、優(yōu)缺點(diǎn)、低溫性能、發(fā)展前景等來(lái)深入一下磷酸鐵鋰電池。

行業(yè)應(yīng)用

1、通信行業(yè)

傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸電池以其成本低廉、技術(shù)成熟、維護(hù)方便得到廣泛應(yīng)用，然而，隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和無(wú)線基站應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的蓄電池逐步顯現(xiàn)出體積大、對(duì)環(huán)境溫度要求苛刻等劣勢(shì)。磷酸鐵鋰電池由于具有體積小、重量輕，高溫性能突出，循環(huán)性能優(yōu)異，可高倍率充、放電，綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，更適用于環(huán)境溫度高、機(jī)房面積及承重小等惡劣的基站環(huán)境。在末端供電后背電池方面可作為鉛酸蓄電池的有效補(bǔ)充。

2、汽車(chē)行業(yè)

不管新能源汽車(chē)是混和動(dòng)力還是純電動(dòng)汽車(chē)，都離不開(kāi)電池這一核心技術(shù)。目前最有希望獲得產(chǎn)業(yè)化的電池技術(shù)是磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）。鋰資源儲(chǔ)量有限，根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所（USGA）估算，鋰金屬全球總儲(chǔ)藏量為1340噸，鋰資源極端偏向南美，中國(guó)有110萬(wàn)噸的儲(chǔ)量，不可能作為像石油那樣的替代品。磷酸鐵鋰電池作為無(wú)鈷電池的一種，自然是新能源電池青睞的對(duì)象，比亞迪公司推出的刀片電池更是將磷酸鐵鋰電池推到一個(gè)新的高度。

3、儲(chǔ)能領(lǐng)域

在便攜式電器方面的應(yīng)用目前移動(dòng)電話、筆記本電腦、微型攝像機(jī)等需要便攜式電源的用電器已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，在其電源方面，無(wú)一例外地選擇鋰電池包作為市場(chǎng)的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球手機(jī)產(chǎn)量每年近21億部，全球每年生產(chǎn)筆記本電腦約1.5億臺(tái)，形成了龐大的鋰電池應(yīng)用市場(chǎng)。在此領(lǐng)域，鈷酸鋰、錳酸鋰鋰離子電池占有主導(dǎo)地位。

4、軍工領(lǐng)域

在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用在軍事裝備中，磷酸鐵鋰電池包主要用作動(dòng)力啟動(dòng)電源、無(wú)線通信電臺(tái)電源、微型無(wú)人駕駛偵察飛機(jī)動(dòng)力電源等，此外，諸如激光瞄準(zhǔn)器、夜視器、飛行員救生電臺(tái)電源等現(xiàn)在也普遍采用鋰離子電池。在航天領(lǐng)域，鋰電池已經(jīng)用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通信衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動(dòng)力。　

由于磷酸鐵鋰電池的功能特點(diǎn)出色，未來(lái)應(yīng)用的領(lǐng)域只會(huì)更多。

優(yōu)缺點(diǎn)

一、優(yōu)點(diǎn)

1、安全。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。

2、循環(huán)次數(shù)高，壽命好。長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次，而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”，最多也就1~1.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達(dá)到7~8年。

3、高溫性能好。磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20C–+75C)，有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃，而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

4、高容量。具有比普通電池(鉛酸等)更大的容量。單體容量為5AH-1000AH。

5、無(wú)記憶效應(yīng)?？沙潆姵卦诮?jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會(huì)迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)須先放完再充電。

6、重量輕。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。

7、環(huán)保。該電池一般被認(rèn)為是不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬)，無(wú)毒(SGS認(rèn)證通過(guò))，無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證。

二、缺點(diǎn)

1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。

2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。

3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)題。

4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中，很難保證反應(yīng)的一致性。

5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年8月19日公布申請(qǐng)結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利被美國(guó)德州大學(xué)所有，而碳包覆專(zhuān)利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專(zhuān)利是無(wú)法繞過(guò)去的，如果成本中計(jì)算上專(zhuān)利使用費(fèi)的話，那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。

低溫性能

隨著電池技術(shù)的更新迭代，磷酸鐵鋰電池逐漸在低溫領(lǐng)域獲得更多的研發(fā)投入。比如說(shuō)深圳市格瑞普電池有限公司低溫磷酸鐵鋰電池的工作溫度范圍為-40℃至50℃。下面是磷酸鐵鋰電池的低溫性能。

1、采用疊加技術(shù)，內(nèi)阻低；

2、優(yōu)良的低溫工作性能。在-20℃溫度下以0.2c放電的循環(huán)試驗(yàn)在經(jīng)過(guò)300個(gè)循環(huán)后，仍有93%以上的容量保持率。在-40℃下以0.5C放電，放電容量超過(guò)初始容量的60%；在-35℃下以0.3C放電，放電容量超過(guò)初始容量的70%；

3、在不同溫度下的放電曲線，放電溫度范圍值大，可在-40℃至55℃下放電，放電容量可觀；

4、可在-20℃下充電；

5、采用磷酸鐵鋰化學(xué)物質(zhì)，安全性高，循環(huán)壽命長(zhǎng)；

發(fā)展前景

磷酸鐵鋰作為鋰電池包正極材料，是目前最安全的鋰離子電池正極材料，由于其安全穩(wěn)定性，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)成為鋰離子動(dòng)力電池的重要發(fā)展方向。隨著全球大力發(fā)展新能源汽車(chē)的趨勢(shì)已經(jīng)形成。我國(guó)磷酸鐵鋰電池年產(chǎn)量在萬(wàn)噸左右，未來(lái)幾年仍將保持高速增長(zhǎng)。鋰電池包影響到儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)變革，關(guān)系到我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展，隨著國(guó)家環(huán)保的深入開(kāi)展，未來(lái)幾年中國(guó)鋰電池行業(yè)發(fā)展規(guī)模會(huì)越來(lái)越大。

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