磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點

1、磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點大PK 磷酸鐵鋰電池優(yōu)勢 磷酸鐵鋰電池是用來做鋰離子二次電池的 現(xiàn)在主要方向是動力電池相對NI-H,Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢。 磷酸鐵鋰動力電池七大優(yōu)勢: 一、 超長壽命長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右最高也就500次而山東海霸能源集團有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動力電池循環(huán)壽命達到2000次以上標準充電5小時率使用可達到2000次。同質量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”最多也就11.5年時間而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用將達到年。綜合考慮性能價格比將為鉛酸電池的4倍以上。二、 使用安全磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下

2、會產(chǎn)生爆炸對消費者的生命安全構成威脅而磷酸鐵鋰以經(jīng)過嚴格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產(chǎn)生爆炸。三、 可大電流2C快速充放電在專用充電器下1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿起動電流可達2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。四、 耐高溫磷酸鐵鋰電熱峰值可達350500而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200左右。五、 大容量。六、 無記憶效應。七、 綠色環(huán)保。 磷酸鐵鋰電池的缺點及改進措施 磷酸鐵鋰電池也有其缺點例如磷酸鐵鋰正極材料的振實密度較小等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢。 鋰離子動力的電池的性能主要取決于正負極材料磷酸鐵鋰作為鋰動力電池材料是近幾年才出

3、現(xiàn)的事國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的這些也正是動力電池最重要的技術指標。1C充放循環(huán)壽命達2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿足電動車頻繁充放電的需要。具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜壽命長等優(yōu)點是新一代鋰離子電池的理想正極材料。本項目屬于高新技術項目中功能性能源材料的開發(fā)是國家“863”計劃、“973”計劃和“十一五”高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點支持的領域。 導電性差、鋰離子擴散速度慢。高倍率充放電時實際比容量低這個問題是制約磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個難

4、點。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應用這是一個主要的問題。但是導電性差目前已經(jīng)得到比較完美的解決就是添加C或其它導電劑。目前在實際生產(chǎn)過程中通過在前驅體添加有機碳源和高價金屬離子聯(lián)合摻雜的辦法來改善材料的導電性A123、煙臺卓能正采用這種方法研究表明磷酸鐵鋰的電導率提高了7個數(shù)量級使磷酸鐵鋰具備了和鈷酸鋰相近的電導特性。實驗室報道當0.1C充放電時可以達到165mAh/g以上的比容量實際達到135-145mAh/g基本接近鈷酸鋰的水平但是鋰離子擴散速度慢的問題到目前仍然沒有得到較好的解決目前采取的解決方案主要有納米化LiFePO4晶粒從而減少鋰離子在晶粒中的擴散距離再者就是摻雜改善鋰離子的

5、擴散通道后一種方法看起來效果并不明顯。納米化已經(jīng)有較多的研究但是難以應用到實際的工業(yè)生產(chǎn)中目前只有A123宣稱掌握了LiFePO4的納米化產(chǎn)業(yè)技術。 振實密度較低。一般只能達到0.8-1.3低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點。所有磷酸鐵鋰正極材料決定了它在小型電池如手機電池等沒有優(yōu)勢所以其使用范圍受到一定程度的限制。即使它的成本低安全性能好穩(wěn)定性好循環(huán)次數(shù)高但如果體積太大也只能小量的取代鈷酸鋰。但這一缺點在動力電池方面不會突出。因此磷酸鐵鋰主要是用來制作動力電池。 磷酸鐵鋰電池低溫性能差。盡管人們通過各種方法例如鋰位、鐵位、甚至磷酸位的摻雜改善離子和電子導電性能通過改善一次或二次顆粒的粒徑

6、及形貌控制有效反應面積、通過加入額外的導電劑增加電子導電性等改善磷酸鐵鋰的低溫性能但是磷酸鐵鋰材料的固有特點決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下對于單只電芯注意是單只而非電池組對于電池組而言實測的低溫性能可能會略高這與散熱條件有關而言其0時的容量保持率約6070-10時為4055-20時為2040。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。當前一些廠家通過改進電解液體系、改進正極配方、改進材料性能和改善電芯結構設計等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升但還未真正滿足需求。 電池存在一致性問題。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過2000次但電池組的壽命會大打折扣有可能是500次。因為電池組是

7、由大量單體電池串并而成其工作狀態(tài)好比一群人用繩子綁在一起跑步即使每個人都是短跑健將如果大家的動作一致性不高隊伍就跑不快整體速度甚至比跑得最慢的單個選手的速度還要慢。電池組同理只有在電池性能高度一致時壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。而在現(xiàn)有的條件下由于種種原因制作出來的電池一致性不佳進而影響到電池的使用性能和整體壽命因此應用在動力汽車上存在一定障礙。 影響磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品一致性的因素主要有三點 1原材料的品質特別是磷酸鐵鋰材料系新生事物其制造設備、合成工藝都不安全成熟、品質易出現(xiàn)波動導致電池產(chǎn)品一致性受到影響。 2生產(chǎn)環(huán)境磷酸鐵鋰電池做誒一個化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品其生產(chǎn)環(huán)境對溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求如果沒有控制到位電池品質將出現(xiàn)波動。 3制造設備生產(chǎn)過程中手工的成分越少、設備自動化程度越高電池一致性越好。 因此磷酸鐵鋰電池要做到一致性好關鍵是1原材料的把握2精密的電池生產(chǎn)設備3對工藝制作及流程的關鍵位有精細的控制模式還有重要一點的是配料過程的控制特別是漿料的均勻一致性特別重要在每個步驟都要做到充分均勻。也就是說只要生產(chǎn)工藝實現(xiàn)標準化磷酸鐵鋰電池的一致性問題可以得到有效解