磷酸鐵鋰電池安全嗎？磷酸鐵鋰電池用的都是哪些哪些材料？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-25 09:58
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1. 磷酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料，不含任何對人體有害的重金屬元素，其橄欖石結(jié)構(gòu)中氧氣很難析出，提高了材料的穩(wěn)定性。
2. 磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)流程與其他鋰電池品種大體相同，其核心工序有：配料、涂布、輥壓、制片、卷繞。在配料環(huán)節(jié)，磷酸鐵鋰材料導(dǎo)電性能相對較差，所以，顆粒一般做得更小一些，這樣做的客觀效果是：內(nèi)部排列更為均勻，促使其形成了平衡的電壓平臺，工作時(shí)能夠保持電池的狀態(tài)穩(wěn)定。
3. 充放電是鋰電池兩種基本的工作狀態(tài)。當(dāng)磷酸鐵鋰電池充放電時(shí)，由于鐵離子氧化能力不強(qiáng)，不會放出氧氣，自然也就難以與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這使得磷酸鐵鋰電池充放電過程處在一個(gè)安全的環(huán)境中。不但如此，磷酸鐵鋰電池在大倍率放電，甚至過充放電過程中，也難以發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)。同時(shí)，鋰在脫嵌后，晶格變化使晶胞（晶體的最小構(gòu)成單位）最終體積會縮小，這正好抵銷了碳負(fù)極在反應(yīng)中增加的體積，所以，在充放電中磷酸鐵鋰電池能夠保持物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，消除了體積增大而產(chǎn)生電池爆裂現(xiàn)象的隱患。
上面說到的電池安全性是為了方便起見而采用單體為例予以說明，在投放使用時(shí)，磷酸鐵鋰電池需要提供適用于用電器具的額定電壓與容量，這時(shí)就需要進(jìn)行磷酸鐵鋰電池配組工作，即，把單體磷酸鐵鋰電池通過串聯(lián)/并聯(lián)/串并聯(lián)方式裝備成可供實(shí)用的鋰電池組。這種配組工作最需要注意的是各個(gè)單體電池的一致性。通常，它還帶有均衡管理系統(tǒng)，通過關(guān)鍵參數(shù)控制保證鋰電池使用的安全性，這一點(diǎn)則是各類鋰電池組的共同特點(diǎn)。1．在磷酸鐵鋰中混入石墨、炭黑、乙炔黑，使得磷酸鐵鋰表面形成碳包覆層。
2．在磷酸鐵鋰中混入熱解后能生成碳包覆層的物質(zhì)，例如葡萄糖、蔗糖、聚丙烯等物質(zhì)。
3．在磷酸鐵鋰燒結(jié)后的降溫階段噴灑甲醇，甲醇受熱分解在表面形成碳膜。
除了包覆碳膜來改善導(dǎo)電性，業(yè)內(nèi)還有其它的一些技術(shù)方法。例如利用銀鏡反應(yīng)在磷酸鐵鋰表面鍍銀、在磷酸鐵鋰原料中混雜銅粉或銀粉、用導(dǎo)電有機(jī)物包覆磷酸鐵鋰等等，這里就不詳細(xì)舉例了。
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低的振實(shí)密度可以說是磷酸鐵鋰的很大缺點(diǎn)，這個(gè)不足決定了它在小型電池如手機(jī)電池等沒有優(yōu)勢。但這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主攻動(dòng)力電池領(lǐng)域，自然而然的避開了振實(shí)密度低的缺點(diǎn)。目前工藝條件下也還有通過改善磷酸鐵鋰粒度分布來提高振實(shí)密度的辦法，但是該方法改善幅度始終是有限的。
磷酸鐵鋰電池低溫性能差。是磷酸鐵鋰材料的固有特點(diǎn)。一般情況下，對于單只電芯在0℃時(shí)的容量保持率約60～70％，-10℃時(shí)為40～55％，-20℃時(shí)為20～40％。這樣的低溫性能顯然不能滿足動(dòng)力電源的使用要求。目前的改進(jìn)技術(shù)辦法是改進(jìn)電解液體系、改善正極配方。改善電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得電池組工作時(shí)能合理散熱，停止工作時(shí)則有良好保溫效果。
單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過2000次，但電池組的壽命會大打折扣，主要原因就是磷酸鐵鋰單體電池間的差異性。電池組是由大量單體電池串并而成，只有在電池性能高度一致時(shí)，壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。磷酸鐵鋰電池要做到一致性好，關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：
1．嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量穩(wěn)定性；
2．使用精密的電池生產(chǎn)設(shè)備；
3．對工藝制作及流程的關(guān)鍵位有精細(xì)的控制模式；
4．配料過程的控制，保證漿料的均勻一致性。
5．只要生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，磷酸鐵鋰電池的一致性問題可以得到有效解決。
