磷酸鋰電池有哪些優(yōu)勢(shì)和不足?
磷酸鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池,簡(jiǎn)稱磷酸鐵鋰電池,是一種可充電電池,在容量以及輸出電壓高,良好的充放電循環(huán)性能,對(duì)環(huán)境無(wú)污染等這些性能要求方面都不錯(cuò),是目前最好的大電流輸出動(dòng)力電池。目前應(yīng)用最廣的主要方向是動(dòng)力電池,相對(duì)于鎳氫電池等,磷酸鋰電池具有很大的優(yōu)勢(shì)。
首先,在安全性能方面,其目前是所有材料中最好的,當(dāng)然與其他磷酸鹽的安全性能也基本一樣,用磷酸鐵鋰做電池,是不會(huì)發(fā)生爆炸問(wèn)題的;其次,磷酸鐵鋰電池還具有穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),包括在高溫充電的容量穩(wěn)定性,儲(chǔ)存性能等等,這也是磷酸鐵鋰電池最大的優(yōu)勢(shì)所在。最后,眾所周知,電池都對(duì)環(huán)境都具有一定的污染,如果處理不當(dāng),將對(duì)環(huán)境造成二次污染,但是磷酸鐵鋰電池中不含任何重金屬與稀有金屬,無(wú)毒無(wú)污染。
磷酸鐵鋰電池也有自己的不足和缺陷,其在低溫時(shí)性能表現(xiàn)不佳,電池正極材料振實(shí)密度小,在等容量的情況下,磷酸鐵鋰電池的體積要大于其他等鋰離子電池當(dāng)磷酸鋰電池作為動(dòng)力電池時(shí),也要面臨電池的一致性問(wèn)題,對(duì)于單個(gè)磷酸鐵鋰電池而言,其壽命可以超過(guò)兩千次,但是作為電池組使用時(shí),壽命就會(huì)大打折扣,甚至不超過(guò)五百次,因?yàn)殡姵亟M的壽命是按照使用壽命最短的單體電池來(lái)計(jì)算的,所以只有電池的性能高度一致時(shí),壽命才能接近單體電池的水平。LiFePO4作鋰離子電池正極材料具有價(jià)格便宜、無(wú)毒、環(huán)境相容性好、較高的比容量(170mAh/g)和較高的工作電壓、循環(huán)壽命長(zhǎng)、高溫性能和安全性能好等優(yōu)點(diǎn)。
主要存在問(wèn)題:電子導(dǎo)電率低,大倍率放電性能差。目前的電解液在100度就開(kāi)始分解了,電池吃不消。跑高速時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓高,當(dāng)有電池單體電壓過(guò)高,保護(hù)板因過(guò)充而保護(hù)了,你的車瞬間沒(méi)電。另外冬天低溫直接無(wú)法啟動(dòng)了,至于原車充電器,更加不能直接使用的,要改進(jìn)了,
在成本上看,鉛酸電池的成本毫無(wú)疑問(wèn)是最低的,無(wú)論是電極材料,電解液還是裝配環(huán)境要求等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰離子電池。鉛酸電池在低溫下的放電性能其實(shí)還是很不錯(cuò)的,在-10℃的溫度下以10C倍率放電時(shí),10V以上的電壓保持時(shí)間能夠大于90s,這足以應(yīng)付中國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的惡劣環(huán)境;而鋰離子電池的低溫性能要差上許多,尤其是呼聲最高的LiFePO4(磷酸鐵鋰)材料,其低溫下的放電性能將會(huì)急劇衰減,在東北和西北地區(qū)很難實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用,或者說(shuō)距離實(shí)際應(yīng)用還有很遠(yuǎn)的路要走。
鉛酸雖然有不少缺點(diǎn),但是勝在體質(zhì)強(qiáng)。高低溫大范圍的交變,耐受能力好。還有其他的優(yōu)點(diǎn)比如成本低,同樣容量只是鋰電的1/3-1/5。充放電不需要保護(hù)板。安全性高。等等,都是采用鉛酸的理由。目前鋰電能夠勉強(qiáng)用在啟動(dòng)電池方面的,是鈦酸鋰。東芝也做過(guò)一款支持stop-start的啟動(dòng)電池,一款只有3AH左右的鈦酸鋰電池。stop-start技術(shù)需要頻繁啟動(dòng),而東芝只用3AH的鈦酸鋰電池,可見(jiàn)其放電性能。不過(guò)它安裝在機(jī)倉(cāng)里面選擇了一個(gè)較涼快的位置。另外鈦酸鋰的安全性也很好,所以才能用在這里替代鉛酸。
鉛酸在汽車啟動(dòng)上具有的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),充放電管理要求低,放電性能好,成本低等這些特點(diǎn)鋰電暫時(shí)還取代不了。實(shí)際上,電動(dòng)汽車用的鋰離子電池,因正極材料不同,主要分為:磷酸鐵鋰(LFP),鎳酸鋰(LNO),錳酸鋰(LMO),鈷酸鋰(LCO),以及鎳鈷錳酸三元鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸三元鋰(NCA),負(fù)極材料主要采用石墨碳材料。
各類型的化學(xué)成分,結(jié)構(gòu)以及主要性能比較如下:
磷酸鐵鋰電池,是比亞迪的主打,其穩(wěn)定好,壽命長(zhǎng),且具有成本優(yōu)勢(shì),特別適用于需要經(jīng)常充放電的插電式混合動(dòng)力汽車,但其缺點(diǎn)是能量密度一般。
對(duì)于乘用車,三元鋰電池是主流。
但磷酸鐵鋰電池在大巴領(lǐng)域,依然具有不可替代的作用。












