磷酸鐵鋰電池相比市面上較為常見(jiàn)的鈷酸鋰和錳酸鋰電池有哪些優(yōu)勢(shì)?
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。其特色是不含鈷等貴重元素,原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富,不會(huì)有供料問(wèn)題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng),在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
優(yōu)點(diǎn)相比目前市面上較為常見(jiàn)的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn):更高的安全性、更長(zhǎng)的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。
缺點(diǎn)磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低;材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差;產(chǎn)品一致性差;知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。
三元聚合物鋰電池:
正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。據(jù)清華大學(xué)歐陽(yáng)明高解釋:本次調(diào)查中所稱的"三元"材料,指的是正極是三元,負(fù)極是石墨的通常說(shuō)法中的"三元?jiǎng)恿﹄姵?quot;。而在實(shí)際研發(fā)應(yīng)用中,還有一種正極是三元,負(fù)極是鈦酸鋰的,通常被稱為"鈦酸鋰",其性能比較安全,壽命比較長(zhǎng),不屬于普通所說(shuō)的"三元材料。"
優(yōu)點(diǎn)三元鋰電池能量密度高,循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前,隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善,電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V,在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)鈷酸鋰電池水平。
缺點(diǎn)三元材料動(dòng)力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差,且pH 值過(guò)高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn),目前造價(jià)較高。
導(dǎo)讀:對(duì)比之下,三元聚合物鋰電池的確有著更優(yōu)于磷酸鐵鋰電池的特質(zhì),然而為什么它的發(fā)展卻受到了阻礙呢?新能源汽車的發(fā)展關(guān)鍵,同樣是困擾著移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品的關(guān)鍵——電池的發(fā)展。如何在安全的情況下保證電池技術(shù)能夠滿足消費(fèi)者日益成長(zhǎng)的需求,不僅是汽車科技相關(guān)行業(yè)人員,還是科研工作者全領(lǐng)域的準(zhǔn)求。
磷酸鐵鋰電極材料是目前最安全的鋰離子電池正極材料,加上其循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上,標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用,可達(dá)到2000次的循環(huán)性特點(diǎn),再加上由于產(chǎn)業(yè)成熟而帶來(lái)的價(jià)技術(shù)門檻和技術(shù)的下降,使得很多廠商出于各種因素考慮都會(huì)采用磷酸鐵鋰電池。可以說(shuō)新能源汽車的興起,和磷酸鐵鋰電池有著不可或分的關(guān)系。
不過(guò),磷酸鐵鋰電池有一個(gè)致命性的缺點(diǎn),那就是低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。研究表明,一塊容量為3500mAh的電池,如果在-10℃的環(huán)境中工作,經(jīng)過(guò)不到100次的充放電循環(huán),電量將急劇衰減至500mAh,基本就報(bào)廢了。這對(duì)于我國(guó)幅員遼闊,冬天低氣溫的確較多的綜合國(guó)情來(lái)說(shuō),的確不是一件好事?! ?/p>
此外,材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差,這也是導(dǎo)致很多純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力并不能達(dá)到標(biāo)稱值的重要原因。因此,我們可以看到國(guó)內(nèi)有不少的新能源汽車(無(wú)論是純電動(dòng)還是混合電動(dòng)),或者是一些比較廉價(jià)的新能源汽車,會(huì)出于不同的原因選擇磷酸鐵鋰電池??梢哉f(shuō),磷酸鐵鋰電池的使用,對(duì)于新能源汽車量產(chǎn)落地以及推廣,都有著不可磨滅的奠基作用。
1)高能量密度,磷酸鐵鋰電池的體積及重量只有同容量鉛酸電池的三分之一左右。
2)單只磷酸鐵鋰電池理想條件下循環(huán)壽命能達(dá)3000次,大大優(yōu)于鉛酸電池(循環(huán)使用次數(shù)500次)。
3)溫度性能良好,尤其是高溫性能突出。磷酸鐵鋰電池的工作范圍可達(dá)-20℃~ 60℃,可長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下工作而不影響電池壽命。
4)功率性能好。在不影響電池容量的前提下,磷酸鐵鋰電池可滿足大電流充放電需要,解決了傳統(tǒng)鉛酸電池大電流放電時(shí)電池容量損失過(guò)大的問(wèn)題。在相同容量的情況下,磷酸鐵鋰電池大電流輸出能量大概是鉛酸電池的兩倍。若用磷酸鐵鋰電池取代鉛酸電池應(yīng)用于功率型備電的UPS,其容量將減少50%。
5)高安全性。在針刺、擠壓、短路、過(guò)沖等惡劣條件下仍然安全,無(wú)變形,容量保持率極高。
6)清潔環(huán)保,磷酸鐵鋰材料不含任何重金屬與稀有金屬,無(wú)論在生產(chǎn)和使用過(guò)程中都不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,避免了傳統(tǒng)電池對(duì)環(huán)境的污染。
















