什么是磷酸鐵鋰電池正極材料？它有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-14 14:43
點(diǎn)擊量：次
一、磷酸鐵鋰電池定義
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。
鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料，而其它正極材料由于多種原因，目前在市場(chǎng)上還沒有大量生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。
二、磷酸鐵鋰正極材料
1997年A.K.padhi首次報(bào)導(dǎo)磷酸鐵鋰（LiFepO4）具有脫嵌鋰功能。該材料具有橄欖石型磷酸鹽類嵌鋰材料,LiMpO4（M：Mn，F(xiàn)e，Co，Ni）,成為很有潛力的鋰離子電池正極材料。磷酸鐵鋰作為鋰離子電池用正極材料具有良好的電化學(xué)性能，充放電平臺(tái)十分平穩(wěn)，充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)，該材料無毒、無污染、安全性能好、可在高溫環(huán)境下使用、原材料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是目前電池界競(jìng)相開發(fā)研究的熱點(diǎn)。
工作電壓范圍：2.5～3.6V，平臺(tái)約3.3V，比鈷酸鋰電池3.7V低一些。
三、磷酸鐵鋰電池及其優(yōu)缺點(diǎn)
磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn)：
1、安全。磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。當(dāng)然它和其它磷酸鹽的安全性能也基本一樣，用磷酸鐵鋰做電池，絕對(duì)不用擔(dān)心爆炸問題的存在。
2、穩(wěn)定性高。包括高溫充電的容量穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存性能好等。這點(diǎn)是最大的優(yōu)點(diǎn)，在所有知道的材料中，也是最好的。
3、環(huán)保。整個(gè)生產(chǎn)過程清潔無毒。所有原料都無毒。不像鈷是有毒的物質(zhì)。
4、價(jià)格便宜。磷酸鹽采用磷酸源和鋰源以及鐵源為材料，這些材料都十分便宜，無戰(zhàn)略資源及稀有資源。
磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)：
1、導(dǎo)電性差。這個(gè)問題是其最關(guān)鍵的問題。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應(yīng)用，這是一個(gè)主要的問題。但是，這個(gè)問題目前已經(jīng)可以得到完美的解決：就是添加C或其它導(dǎo)電劑。實(shí)驗(yàn)室報(bào)道可以達(dá)到160mAh/g以上的比容量。我們公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰材料在生產(chǎn)過程中已經(jīng)添加了導(dǎo)電劑，不需要制作電池時(shí)添加。實(shí)際上材料應(yīng)該為：LiFepO4/C，這樣一個(gè)復(fù)合材料。
2、振實(shí)密度較低。一般只能達(dá)到1.3-1.5，低的振實(shí)密度可以說是磷酸鐵鋰的最大缺點(diǎn)。這一缺點(diǎn)決定了它在小型電池如手機(jī)電池等沒有優(yōu)勢(shì)。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。這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會(huì)突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作動(dòng)力電池。
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。
鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料，而其它正極材料由于多種原因，目前在市場(chǎng)上還沒有大量生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。
二、磷酸鐵鋰正極材料
1997年A.K.padhi首次報(bào)導(dǎo)磷酸鐵鋰（LiFepO4）具有脫嵌鋰功能。該材料具有橄欖石型磷酸鹽類嵌鋰材料,LiMpO4（M：Mn，F(xiàn)e，Co，Ni）,成為很有潛力的鋰離子電池正極材料。磷酸鐵鋰作為鋰離子電池用正極材料具有良好的電化學(xué)性能，充放電平臺(tái)十分平穩(wěn)，充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)，該材料無毒、無污染、安全性能好、可在高溫環(huán)境下使用、原材料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是目前電池界競(jìng)相開發(fā)研究的熱點(diǎn)。
工作電壓范圍：2.5～3.6V，平臺(tái)約3.3V，比鈷酸鋰電池3.7V低一些。
三、磷酸鐵鋰電池及其優(yōu)缺點(diǎn)
磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn)：
1、安全。磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。當(dāng)然它和其它磷酸鹽的安全性能也基本一樣，用磷酸鐵鋰做電池，絕對(duì)不用擔(dān)心爆炸問題的存在。
2、穩(wěn)定性高。包括高溫充電的容量穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存性能好等。這點(diǎn)是最大的優(yōu)點(diǎn)，在所有知道的材料中，也是最好的。
3、環(huán)保。整個(gè)生產(chǎn)過程清潔無毒。所有原料都無毒。不像鈷是有毒的物質(zhì)。
4、價(jià)格便宜。磷酸鹽采用磷酸源和鋰源以及鐵源為材料，這些材料都十分便宜，無戰(zhàn)略資源及稀有資源。
磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)：
1、導(dǎo)電性差。這個(gè)問題是其最關(guān)鍵的問題。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒有大范圍的應(yīng)用，這是一個(gè)主要的問題。但是，這個(gè)問題目前已經(jīng)可以得到完美的解決：就是添加C或其它導(dǎo)電劑。實(shí)驗(yàn)室報(bào)道可以達(dá)到160mAh/g以上的比容量。我們公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰材料在生產(chǎn)過程中已經(jīng)添加了導(dǎo)電劑，不需要制作電池時(shí)添加。實(shí)際上材料應(yīng)該為：LiFepO4/C，這樣一個(gè)復(fù)合材料。
2、振實(shí)密度較低。一般只能達(dá)到1.3-1.5，低的振實(shí)密度可以說是磷酸鐵鋰的最大缺點(diǎn)。這一缺點(diǎn)決定了它在小型電池如手機(jī)電池等沒有優(yōu)勢(shì)。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。這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會(huì)突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作動(dòng)力電池。
