詳解磷酸鐵鋰電池低溫性能差
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-17 16:10
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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(dǎo)電性能通過改善一次或二次顆粒的粒徑及形貌控制有效反應(yīng)面積、通過加入額外的導(dǎo)電劑增加電子導(dǎo)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(diǎn)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(duì)于單只電芯注意是單只而非電池組，對(duì)于電池組而言，實(shí)測(cè)的低溫性能可能會(huì)略高，這與散熱條件有關(guān)而言，其0℃時(shí)的容量保持率約60、70-10℃時(shí)為40、55-20℃時(shí)為2040。
這樣的低溫性能顯然不能滿足動(dòng)力電源的使用要求。當(dāng)前一些廠家通過改進(jìn)電解液體系、改進(jìn)正極配方，改進(jìn)材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(huì)大打折扣，有可能是500次。因?yàn)殡姵亟M是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(gè)人都是短跑健將，如果大家的動(dòng)作一致性不高隊(duì)伍就跑不快整體速度甚至比跑得最慢的單個(gè)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(shí)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(jìn)而影響到電池的使用性能和整體壽命，因此應(yīng)用在動(dòng)力汽車上存在一定障礙。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)
此外，從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗(yàn)來看，日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國(guó)家，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。而美國(guó)盡管在一些基礎(chǔ)研究上領(lǐng)先，但是到目前為止還沒有一家大型鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)。因此，日本選擇改性錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料更有其道理。即使是在美國(guó)，利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的廠家也是各占一半，聯(lián)邦政府也是同時(shí)支持這兩種體系的研發(fā)。鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問題，很難作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料在新能源汽車等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。如果能夠解決錳酸鋰存在的高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能差的難題，憑借其低成本與高倍率性能的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)力型鋰離子電池中的應(yīng)用將有巨大的潛力。
一般情況下，對(duì)于單只電芯注意是單只而非電池組，對(duì)于電池組而言，實(shí)測(cè)的低溫性能可能會(huì)略高，這與散熱條件有關(guān)而言，其0℃時(shí)的容量保持率約60、70-10℃時(shí)為40、55-20℃時(shí)為2040。
這樣的低溫性能顯然不能滿足動(dòng)力電源的使用要求。當(dāng)前一些廠家通過改進(jìn)電解液體系、改進(jìn)正極配方，改進(jìn)材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(huì)大打折扣，有可能是500次。因?yàn)殡姵亟M是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(gè)人都是短跑健將，如果大家的動(dòng)作一致性不高隊(duì)伍就跑不快整體速度甚至比跑得最慢的單個(gè)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(shí)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(jìn)而影響到電池的使用性能和整體壽命，因此應(yīng)用在動(dòng)力汽車上存在一定障礙。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)
此外，從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗(yàn)來看，日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國(guó)家，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。而美國(guó)盡管在一些基礎(chǔ)研究上領(lǐng)先，但是到目前為止還沒有一家大型鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)。因此，日本選擇改性錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料更有其道理。即使是在美國(guó)，利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的廠家也是各占一半，聯(lián)邦政府也是同時(shí)支持這兩種體系的研發(fā)。鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問題，很難作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料在新能源汽車等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。如果能夠解決錳酸鋰存在的高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能差的難題，憑借其低成本與高倍率性能的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)力型鋰離子電池中的應(yīng)用將有巨大的潛力。
