什么是磷酸铁锂电池?磷酸铁锂电池的优缺点分析!

2019-08-09      2814 次浏览

什么是磷酸铁锂电池

一、磷酸铁锂电池定义


磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。


二、磷酸铁锂正极材料


1997年A.K.padhi首次报导磷酸铁锂(LiFepO4)具有脱嵌锂功能。该材料具有橄榄石型磷酸盐类嵌锂材料,LiMpO4(M:Mn,Fe,Co,Ni),成为很有潜力的锂离子电池正极材料。磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定。同时,该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点,是目前电池界竞相开发研究的热点。2.5~3.6V,平台约3.3V,比钴酸锂电池3.7V低一些。180Wh/L(钴酸锂可做到400Wh/L以上),在小电池领域,同样尺寸电池只有现有电池容量的一半不到。


三、磷酸铁锂电池及其优缺点


磷酸铁锂的优点:


1、安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。当然它和其它磷酸盐的安全性能也基本一样,用磷酸铁锂做电池,绝对不用担心爆炸问题的存在。


2、稳定性高。包括高温充电的容量稳定性好,储存性能好等。这点是最大的优点,在所有知道的材料中,也是最好的。


3、环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有毒的物质。


4、价格便宜。磷酸盐采用磷酸源和锂源以及铁源为材料,这些材料都十分便宜,无战略资源及稀有资源。


磷酸铁锂的缺点:


1、导电性差。这个问题是其最关键的问题。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用,这是一个主要的问题。但是,这个问题目前已经可以得到完美的解决:就是添加C或其它导电剂。实验室报道可以达到160mAh/g以上的比容量。我们公司生产的磷酸铁锂材料在生产过程中已经添加了导电剂,不需要制作电池时添加。实际上材料应该为:LiFepO4/C,这样一个复合材料。


2、振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5,低的振实密度可以说是磷酸铁锂的最大缺点。这一缺点决定了它在小型电池如手机电池等没有优势。即使它的成本低,安全性能好,稳定性好,循环次数高,但如果体积太大,也只能小量的取代钴酸锂。这一缺点在动力电池方面不会突出。因此,磷酸铁锂主要是用来制作动力电池。


3、目前研究开发还不深入。目前以磷酸铁锂作为正极材料的产业化情况并不乐观。因为还是最近两年发展起来的,所以各方面的研究还需要继续深入。


4、其它5年内可能会成镍镉电池的主要替代品,在未来的10年内会成为铅酸电池的有力竞争者,在未来的20年内可能会取代铅酸电池,成为主要的启动电源、UpS电源和后备电源,成为二次电池的老大。,制造成本偏高,在电池生产上加工困难(制浆,拉浆,辊轧等工序都需要特殊处理,很多企业不能很好的处理)倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,受工艺影响很大)而现在电器的使用趋势是小巧型发展,所以对电池也有同样的要求高体积能量密度.从容量上看磷酸铁锂没有前途,在特定的电池领域使用较有优势,如动力电池。,比表面积很大,需要改变电池先行工艺,而且电池极片的面密度低所以同样型号的电池容量更低。2.5~3.6V,平台为3.3V左右,没有批量配套的保护线路和充电器,较难在现有的电子设备上发挥出其特性,需要一个整体的行业整合。


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