解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點，你懂多少？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-21 11:36
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隨著移動電源產業(yè)的興起，讓數(shù)量龐大的廠商之間的競爭也越來越激烈，近期我們看到一些廠商號稱使用“加鐵的電芯”作為產品宣傳賣點，那么到底什么是“加鐵的電芯”呢？與目前市面上多數(shù)移動電源內部使用的電芯相比，在性能和安全能力的表現(xiàn)上又如何呢？
其實鋰電池只是一個統(tǒng)稱，如果按照其正極材料等進行細分的話，還會有鈷酸鋰、錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。而本篇文章主要的闡述對象就是磷酸鐵鋰，也就是前文所說的“加鐵的電芯”。依次對其優(yōu)缺點進行闡述，以及目前市面上多數(shù)移動電源使用鈷酸鋰或錳酸鋰電芯的一些特性對比。
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
磷酸鐵鋰電池內部結構
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
磷酸鐵鋰電池工作原理
什么是磷酸鐵鋰電池
鋰離子電池內部主要由正極、負極電解質和隔膜組成，鋰離子電池的正、負極及電解質根據(jù)所使用材料的不同，會使電池有著不同的性能表現(xiàn)以及不同的名稱。目前市面上比較常見的鋰電池分為鈷酸鋰（LiCoO2）和錳酸鋰（LiMn2O4），以及本篇文章中的主角——磷酸鐵鋰（LiFePO4）。
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
逐漸興起的電動汽車
作為鋰電池的一種，磷酸鐵鋰主要用途就是動力系統(tǒng)領域，比如電動汽車、軍事航天、電動工具以及UPS，由于其有著出色的結構穩(wěn)定性、安全性能以及較長的使用壽命，所以更加適合用在動力系統(tǒng)領域中使用。相比使用其他正極材料的鋰離子電池來說，磷酸鐵鋰電池至少具備五大優(yōu)點。
五大優(yōu)勢 安全長壽
相比目前市面上較為常見的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點：更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬（原材料成本低）、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
更高的安全性
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
燃燒中的鋰電池
磷酸鐵力完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，表現(xiàn)在磷酸根化學鍵的結合力比傳統(tǒng)的過度金屬氧化物結構化學鍵強，所以結構更加穩(wěn)定，并且不易釋放氧氣。
更長的使用壽命
目前市面上多數(shù)移動電源內部所使用的鋰離子電芯，循環(huán)使用壽命基本在500次-800次左右，而磷酸鐵鋰電池則有著至少2000次以上的使用壽命，并且其容量還能維持在80%以上。所以如果移動電源內部儲電單元為磷酸鐵鋰的產品，有著絕對的正常使用壽命優(yōu)勢。
不含任何重金屬和稀有金屬
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
磷酸鐵鋰正極材料
磷酸鐵鋰電池正極材料中不含貴重金屬和稀有金屬，所以更加環(huán)保，能夠有效減少環(huán)境的污染。另外，廣泛的材料來源也讓其材料成本更低，在價格上更優(yōu)優(yōu)勢。
支持快速充電
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
磷酸鐵鋰放電曲線
在充電速度上，磷酸鐵鋰同樣有著更大的優(yōu)勢，支持快充的特性讓其可支持至少2C的充電速度（C為充電參數(shù)，比如容量為1000mAh的電芯，2C電流即為1000mA×2=2000mA）。能夠大幅度縮短充電時間，目前市面上多數(shù)移動電源在使用5V標準充電電壓下，充電電流通常為0.2C。
工作溫度范圍廣
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
各溫度下放電曲線
相比其他鋰電池來說，磷酸鐵鋰電池有著更大的工作溫度范圍，在-20°C至+75°C下均可正常工作，一些具有耐高溫特性的磷酸鐵鋰電池還可以在350°C至500°C范圍內正常工作，相比錳酸鋰和鈷酸鋰的200°C極限值有著更多的優(yōu)勢。
所以，相比鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰最為明顯的優(yōu)勢就是極高的安全系數(shù)、支持快速充電（大電流充電）和更寬廣的工作溫度范圍?？梢宰屜M者不必再為鋰電池的安全問題而擔心的同時，也能夠在更加惡劣的環(huán)境中正常使用。不過，相比目前使用廣泛的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，磷酸鐵鋰也存在著一些不足，
三大缺點 仍不完美
在簡單介紹完磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點之后，再來讓我們看看目前存在的一些不足。主要分為振實密度低、存在一致性問題和較高的制作成本三方面。
振實密度低
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
磷酸鐵鋰電池
對于鋰離子電池來說，振實密度的大小能夠決定在相同容量下電池的體積大小，而較低的振實密度是目前磷酸鐵鋰電池需要亟待解決的一個缺點。相比鈷酸鋰和錳酸鋰來說，相同容量的磷酸鐵鋰電池體積則要更大，這也就是為什么磷酸鐵鋰電池沒有在手機電池等領域興起的一個原因。不過對于移動電源領域來說，相同6000mAh的不同電池在尺寸上的差距并不明顯，屬于用戶可接受范圍之內。
一致性問題
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
電動汽車內的電池組
雖然磷酸鐵鋰電池相比鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說，在壽命上有著絕對的領先優(yōu)勢。不過在電池組模式下時，其壽命會大幅降低。因為電池組是由大量單體電池通過串并的方式連接到一起的，如果整個電池組中有一個電池出現(xiàn)故障，那么更換則非常麻煩，這也就是為什么目前電動汽車內電池組標稱的循環(huán)壽命同樣為500次的原因。
較高的制作成本
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
使用磷酸鐵鋰電芯的移動電源所提供的材料樣本
由于磷酸鐵鋰正極中的材料物理性能和其他鋰電池材料相差較大，粒度小，振實密度小等因素的影響，所以在制作工藝上的工藝要求較高，加上其標稱電壓為3.2V，低于普通3.7V的鋰電池電壓，所以在制造整個電池組成本和相關制造設備和工藝上的要求要高于其他鋰電池。
除了以上介紹磷酸鐵鋰電池的三大弊端之后，還有一個潛在的問題在阻礙磷酸鐵鋰電池的發(fā)展，就是正極材料的專利紛爭問題。讓目前磷酸鐵鋰的整體成本要高于早已普及的鈷酸鋰和錳酸鋰電池。不過值得欣慰的是，近期其專利問題已經(jīng)得到緩解。
前景廣闊
下表為磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰、鈷酸鋰電池的幾個比較明顯的數(shù)據(jù)對比，主要通過標稱電壓、充放電壓范圍、體積比能量等幾大方面進行對比。
解讀磷酸鐵鋰電池的五大優(yōu)點
從上表中我們可以看出，磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰三種使用不同正極材料的電池，雖然統(tǒng)稱為鋰離子電池，不過從其功能特性來看，還是存在較大差別的。
