介紹磷酸鐵鋰電池不容忽視的缺陷
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-16 13:43
點(diǎn)擊量：次
一種材料是否具有應(yīng)用和發(fā)展的潛力，不僅關(guān)系到它的優(yōu)點(diǎn)，而且關(guān)系到它是否具有根本性的缺陷。
目前，我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池正極材料普遍選用磷酸鐵鋰。來自政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)甚至證券公司的市場(chǎng)分析人士對(duì)這種材料持樂觀態(tài)度，認(rèn)為它是動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展方向。主要原因如下：首先，受美國(guó)研發(fā)方向的影響，value和美國(guó)A123公司首次使用磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的正極材料。其次，制備了適合我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池使用的高溫循環(huán)和貯存性能良好的無錳酸鋰材料。然而，磷酸鐵鋰也有一些不容忽視的基本缺陷，可以總結(jié)如下：
一。在磷酸鐵鋰的燒結(jié)過程中，在高溫還原氣氛下存在氧化鐵還原為單質(zhì)鐵的可能性。單鐵會(huì)引起電池微短路，這是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本沒有將這種材料作為鋰離子電池正極材料的主要原因。
2.磷酸鐵鋰在性能上存在振動(dòng)和壓縮密度低等缺陷，導(dǎo)致鋰離子電池能量密度低。低溫性能差，即使采用納米碳涂層也無法解決這一問題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任唐·希爾布蘭德博士曾用可怕的語言描述磷酸鐵鋰電池的低溫性能。他們對(duì)磷酸鐵鋰電池的測(cè)試結(jié)果表明，磷酸鐵鋰電池在低溫（0℃以下）下不能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。雖然有廠家聲稱磷酸鐵鋰電池在低溫下的容量保持率較好，但其放電電流小，放電截止電壓低。在這種情況下，設(shè)備根本無法啟動(dòng)。
三。材料制備成本高，電池制造成本高，電池收率低，一致性差。納米碳包覆磷酸鐵鋰材料在提高電化學(xué)性能的同時(shí)，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。磷酸鐵鋰中化學(xué)元素鋰、鐵、磷含量豐富，成本低，但磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本不低。即使去掉前期的研發(fā)成本，材料的工藝成本加上電池的制備成本也會(huì)使最終的單位儲(chǔ)能成本更高。
四。產(chǎn)品一致性差。目前，我國(guó)尚無磷酸鐵鋰材料廠來解決這一問題。從材料制備的角度來看，磷酸鐵鋰是一種復(fù)雜的多相反應(yīng)，包括固相磷酸鹽、氧化鐵和鋰鹽、碳前驅(qū)體和還原氣相。在這個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)過程中，很難保證反應(yīng)的一致性。
5個(gè)。知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。最早的磷酸鐵鋰專利申請(qǐng)于1993年6月25日由fx mittermaier&soehne ohg（de）獲得，申請(qǐng)結(jié)果于1993年8月19日公布。磷酸鐵鋰的基本專利歸德克薩斯大學(xué)所有，而碳涂層專利則由加拿大人申請(qǐng)。這兩項(xiàng)基本專利不能被忽視。如果將特許權(quán)使用費(fèi)計(jì)入成本，則產(chǎn)品成本將進(jìn)一步增加。
此外，從鋰離子電池研發(fā)和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)來看，日本是第一個(gè)將鋰離子電池商業(yè)化的國(guó)家，一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。雖然美國(guó)在一些基礎(chǔ)研究方面處于領(lǐng)先地位，但目前還沒有大型鋰離子電池制造商。因此，日本選擇改性錳酸鋰作為鋰離子電池正極材料更為合理。即使在美國(guó)，磷酸鐵鋰和錳酸鋰也被用作動(dòng)力鋰離子電池的正極材料，聯(lián)邦政府也支持這兩種系統(tǒng)的研發(fā)。鑒于上述問題，磷酸鐵鋰在新能源汽車等領(lǐng)域很難作為動(dòng)力鋰離子電池的正極材料。如果能解決錳酸鋰高溫循環(huán)和儲(chǔ)存性能差的問題，以其低成本、高倍率的優(yōu)點(diǎn)，將在動(dòng)力鋰離子電池中具有巨大的應(yīng)用潛力。
四。磷酸鐵鋰電池的工作原理和特點(diǎn)磷酸鐵鋰電池的全稱是磷酸鐵鋰電池，它太長(zhǎng)了，簡(jiǎn)稱磷酸鐵鋰電池。由于其性能特別適合于電力應(yīng)用，故在名稱中增加了“電力”一詞，即磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。它也被稱為“鋰鐵動(dòng)力電池”。
