低溫對磷酸鐵鋰電池的影響主要有哪些?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-15 12:01
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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(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,對于單只電芯(注意是單只而非電池組,對于電池組而言,實(shí)測的低溫性能可能會略高,這與散熱條件有關(guān))而言,其0℃時的容量保持率約60~70%,-10℃時為40~55%,-20℃時為20~40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動力電源的使用要求。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(jìn)而影響到電池的使用性能和整體壽命,因此應(yīng)用在動力汽車上存在一定障礙。
影響電池產(chǎn)品一致性的因素主要有三點(diǎn):
1)原材料的品質(zhì):特別是磷酸鐵鋰材料系新生事物,其制造設(shè)備、合成工藝都不安全成熟、品質(zhì)易出現(xiàn)波動,導(dǎo)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(zhì)將出現(xiàn)波動。
3)制造設(shè)備:生產(chǎn)過程中手工的成分越少、設(shè)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(guān)鍵是:1)原材料的把握;2)精密的電池生產(chǎn)設(shè)備;3)對工藝制作及流程的關(guān)鍵位有精細(xì)的控制模式;還有重要一點(diǎn)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(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,磷酸鐵鋰電池的一致性問題可以得到有效解決。
制造成本高。磷酸鐵鋰具有安全性、環(huán)保性、循環(huán)次數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)是毋庸置疑的,但目前的制造成本相對鉛酸電池、錳酸鋰電池要高,主要是工藝和技術(shù)方面的原因,致使材料的產(chǎn)能和良率不高。但通過合適的制備設(shè)備、制備工藝和元素?fù)诫s的方法,這一問題可以得到有效解決。
















