磷酸鐵鋰電池的缺陷有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-01-22 20:59
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在我國，磷酸鐵鋰廣泛用作動力鋰離子電池的負(fù)極材料。政府的市場分析師、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)甚至證券公司都看好這種材料，認(rèn)為它是動力鋰離子電池的發(fā)展方向。分析其原因，主要有以下兩點:一是受美國研究方向的影響，化合價和A123公司做的磷酸鐵鋰離子電池正極材料的早期采用。其次，國內(nèi)還沒有制備出具有良好高溫循環(huán)和儲存性能的動態(tài)鋰離子電池用錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也有不可忽視的基本缺陷，總結(jié)如下:
1. 在制備磷酸鐵鋰的燒結(jié)過程中，氧化鐵有可能在還原氣氛中高溫還原為單質(zhì)鐵。簡單的鐵會造成電池的微短路，是電池中最忌諱的材料。這是該材料在日本沒有作為動力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缺陷，如振動密度低、壓實密度低，導(dǎo)致鋰離子電池能量密度低。低溫性能差，即使是納米碳涂層也沒有解決這個問題。美國阿貢國家實驗室儲能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士用“可怕”這個詞來描述磷酸鐵鋰電池的低溫性能。盡管一些制造商聲稱磷酸鐵鋰電池在低溫下仍能很好地保持其容量，但這是在放電電流小、截止電壓低的情況下。在這種情況下，設(shè)備根本無法啟動。
3.材料的制備成本高于電池的制造成本，導(dǎo)致電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納濾和碳包覆在提高材料電化學(xué)性能的同時，也帶來了能量密度降低、合成成本提高、電極加工性能差、環(huán)境要求苛刻等問題。磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li、Fe、P雖然含量豐富，成本低廉，但磷酸鐵鋰的產(chǎn)品成本并不低。即使去掉了研發(fā)成本，材料的技術(shù)成本和電池制備成本也會導(dǎo)致單位儲能成本的增加。
4. 產(chǎn)品一致性差。目前國內(nèi)還沒有磷酸鐵鋰材料廠可以解決這個問題。從材料制備的角度看，磷酸鐵鋰的合成是一個復(fù)雜的多相反應(yīng)，包括固體磷酸鹽、氧化鐵和鋰鹽，加上碳前驅(qū)體和還原性氣相。在這個復(fù)雜的反應(yīng)過程中，很難保證反應(yīng)的一致性。
5. 知識產(chǎn)權(quán)。目前磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利由德克薩斯大學(xué)擁有，碳涂層專利由加拿大人申請。這兩項基本專利是不能回避的。如果在成本中包含提成，產(chǎn)品成本將進(jìn)一步增加。
