磷酸鐵鋰電池性能好的原因有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-17 12:31
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磷酸鐵鋰電池為啥性能好？或許是因為本身的缺陷
研究人員發(fā)現(xiàn)，在制造磷酸鐵鋰的過程中，它晶格中的一些原子出現(xiàn)了一種名為反位缺陷的錯位現(xiàn)象?？茖W(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，這種反位缺陷或許能夠解答這種材料令人敬佩的性能表現(xiàn)。這種缺陷讓正極材料能夠從更大的表面區(qū)域釋放和收集鋰離子。
在此之前，科學(xué)家們假定鋰離子只能夠在單一方向上移動，這樣就限制了能夠釋放和吸收鋰離子的材料表面大小。顯微成像技術(shù)和計算機模型讓科學(xué)家們能夠在電池充電過程中觀察到離子的運動狀態(tài)?？茖W(xué)家們分析表明，反位缺陷的存在讓離子出現(xiàn)了新的運動方向。
這種缺陷有效的增加了磷酸鐵鋰納米棒的表面活躍區(qū)域，讓正極和電解液之間的鋰離子傳播更加高效。Tang聲稱：“大多數(shù)電池正極都被打造成薄盤的形狀來增加鋰離子的單向運動。我們的發(fā)現(xiàn)改變了我們對磷酸鐵鋰最優(yōu)化形狀設(shè)計的看法。這種缺陷的存在讓鋰離子能夠多方向運動，這意味著我們讓性能最大化的設(shè)計標準是完全不準確的。”
即使是電池研究領(lǐng)域的專家們也并非全部了解鋰離子電池及其部件的電化學(xué)性能和過程。但是隨著更多的科學(xué)家來設(shè)想和分析這些電化學(xué)過程和性能，我們將能夠更多的對其進行完善，讓鋰電池的性能盡可能的高效。
動力電池的安全性是電動車中使用中最應(yīng)受關(guān)注的問題。一般來說，電池安全性是和電池中儲存的能量成反比的，即所能釋放的能量越大，其安全性風(fēng)險就越大，純電動轎車電池容量一般為幾十千瓦時，而純電動公交車電池容量高達幾百千瓦時，隨著電池容量的增加，電池體積也在增加，其散熱性能變差，出安全事故的可能性增加。因此，將鋰離子蓄電池做成動力電池，就必須提高其安全性能，單體電池愈大，要求達到的安全性指標也就愈高。
目前涉及國內(nèi)磷酸鐵鋰動力電池的生產(chǎn)企業(yè)多達100多家，而在現(xiàn)有的國內(nèi)新能源汽車動力電池供應(yīng)環(huán)節(jié)中，磷酸鐵鋰動力電池幾乎占據(jù)著商用車整個市場。但是由于磷酸鐵鋰電池理論能量密度提升空間有限，最大為150Wh/kg。國內(nèi)有大型動力電池企業(yè)在積極開發(fā)能量密度更高的磷酸鐵錳鋰材料新型動力鋰電池。
因為三元鋰電池的比能量比較高，這種優(yōu)勢使其有相應(yīng)的市場需求，但我很早以前就說過，從安全性上看，磷酸鐵鋰電池更有優(yōu)勢，比如以前發(fā)生事故的三元材料中鎳鈷鋁三元材料18650電池在180攝氏度以上會出現(xiàn)自加熱，起火后很難控制，而磷酸鐵鋰材料到了250攝氏度以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，因此磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在商用車上，尤其是城市公交車和大巴車上，這對國內(nèi)電動汽車發(fā)展來說是一個正確的選擇，對人民生命財產(chǎn)安全更有保障。
目前動力電池企業(yè)產(chǎn)銷狀況比較好，受到的各方面關(guān)注也相應(yīng)比較多，這就更需要加強研發(fā)，不斷提升產(chǎn)品技術(shù)含量。黃學(xué)杰認為，影響鋰離子電池安全性的主要因素有電池的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝、電熱管理、電池包設(shè)計和使用條件等，研究單體電芯產(chǎn)熱規(guī)律，根據(jù)電池的應(yīng)用需求以安全為優(yōu)先選擇材料和設(shè)計電池及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用高精度設(shè)備制造，加強生產(chǎn)全過程的監(jiān)測，開發(fā)智能化電池管理系統(tǒng)和根據(jù)整車使用條件設(shè)計電池包。
同理，中國的整車企業(yè)也不應(yīng)當把電池當做整車的配套產(chǎn)品，而是要逐步將動力電池生產(chǎn)納入自己的運營管理體系，以嚴格保證質(zhì)量。設(shè)計遠程監(jiān)控自診斷報警系統(tǒng)，對運行中的動力電池進行實時監(jiān)控和診斷。
