磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢及優(yōu)點有哪些
來源：寶鄂實業(yè)
2018-12-25 14:45
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磷酸鐵鋰電池與錳酸鋰、鈷酸鋰、三元鋰電池同是鋰離子電池的分支，它的性能主要適用于動力應用，這時稱之為磷酸鐵鋰動力電池，也稱為鋰鐵電池。因此，磷酸鐵鋰電池優(yōu)勢主要是指其與其他電池在動力應用上的比較。在此意義上，將主要比較它與三元鋰電池和鉛酸電池的相對優(yōu)勢。
一、與三元鋰電池相比的耐高溫優(yōu)勢。磷酸鐵鋰電池的高溫性能更好，可耐350°C~500°C的高溫，而錳酸鋰/鈷酸鋰通常只有200°C左右，改性的三元鋰電池的材料大致也會在200°C時發(fā)生分解。
二、三者當中的“長者”——絕對的長壽命優(yōu)勢。磷酸鐵鋰電池比鉛酸電池和三元鋰電池的循環(huán)壽命都長。鉛酸電池中的“長壽命”者不過300次左右，最高500次；三元鋰電池理論上可達2000次，實際應用到1000次左右容量會衰減到60%；而磷酸鐵鋰電池真實壽命即達到2000次，此時還有95%的容量，其理念循環(huán)壽命更達到3000次以上。
三、與鉛酸電池相比優(yōu)勢多多：
1.容量大。單體可做成5Ah~1000Ah（1Ah＝1000mAh），而鉛酸電池2V單體通常是100Ah~150Ah，變化區(qū)間小。
2.重量輕。同等容量的磷酸鐵鋰電池體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是后者的1/3。
3.快充能力強。磷酸鐵鋰電池啟動電流可達2C，實現(xiàn)大倍率充電；鉛酸電池的電流一般要求是在0.1C~0.2C之間，無法達成快充性能。
4.環(huán)保性。鉛酸電池存在大量的重金屬——鉛，產(chǎn)生廢液，而磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬，在生產(chǎn)和使用中均無污染。
5.性價比高。雖然鉛酸電池因其材料便宜，購置費要比磷酸鐵鋰電池低，但在使用壽命和日常維護上經(jīng)濟性低于磷酸鐵鋰電池。實際應用結(jié)果顯示：磷酸鐵鋰電池的性價比是鉛酸電池的4倍以上。
磷酸鐵鋰電池應用范圍固然主要表現(xiàn)在動力方向，但在理論上也可以向更多領(lǐng)域延伸，這是由上述比較中表現(xiàn)出的各種優(yōu)勢決定的，如果在能量密度和放電倍率等方面再做些提升，進入其他類型鋰離子電池的傳統(tǒng)應用領(lǐng)域也是完全可能的。
安全性能的改善
磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。有報告指出，實際操作中針刺或短路實驗中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，但未出現(xiàn)一例爆炸事件，而過充實驗中使用大大超出自身放電電壓數(shù)倍的高電壓充電，發(fā)現(xiàn)依然有爆炸現(xiàn)象。雖然如此，其過充安全性較之普通液態(tài)電解液鈷酸鋰電池，已大有改善。
壽命的改善
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。
長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次，而磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達到2000次以上，標準充電（5小時率）使用，可達到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”，最多也就1~1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達到7~8年。綜合考慮，性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。大電流放電可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿，起動電流可達2C,而鉛酸電池無此性能。
高溫性能好
磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣（-20C--+75C），有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
國內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機構(gòu)、企業(yè)甚至是證券公司等市場分析員都看好這一材料，將其作為動力型鋰離子電池的發(fā)展方向。分析其原因，主要有下列兩點：首先是受到美國研發(fā)方向的影響，美國Valence與A123公司最早采用磷酸鐵鋰做鋰離子電池的正極材料。其次是國內(nèi)一直沒有制備出可供動力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲存性能的錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也存在不容忽視的根本性缺陷，歸結(jié)起來主要有以下幾點：
1、在磷酸鐵鋰制備時的燒結(jié)過程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動力型鋰離子電池正極材料的主要原因。
2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。美國阿貢國家實驗室儲能系統(tǒng)中心主任Don Hillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時候，他用terrible來形容，他們對磷酸鐵鋰型鋰離子電池測試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰電池在低溫下（0℃以下）無法使電動汽車行駛。
盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下，設備根本就無法啟動工作。
