磷酸鐵鋰電池的壽命究竟是多長？磷酸鐵鋰電池有哪些優(yōu)缺點？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-06 17:48
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磷酸鋰具有良好的電化學(xué)性能和低電阻。這是通過納米級磷酸鹽陰極材料實現(xiàn)的。主要優(yōu)點是高額定電流和長循環(huán)壽命；良好的熱穩(wěn)定性，增強了安全性和對濫用的容忍度。
如果長時間保持在高電壓下，磷酸鋰對全部充電條件的耐受性更強，并且比其他鋰離子系統(tǒng)的應(yīng)力更小。缺點是，較低的3.2V電池標(biāo)稱電壓使得比能量低于鈷摻雜鋰離子電池。對于大多數(shù)電池來說，低溫會降低性能，升高儲存溫度會縮短使用壽命，磷酸鋰也不例外。磷酸鋰具有比其他鋰離子電池更高的自放電，這可能會引起老化進而帶來均衡問題，雖然可以通過選用高質(zhì)量的電池或使用先進的電池管理系統(tǒng)來彌補，但這兩種方式都增加了電池組的成本。電池壽命對制造過程中的雜質(zhì)非常敏感，不能承受水分的摻雜，由于水分雜質(zhì)的存在有些電池最短壽命只有50個循環(huán)。圖9總結(jié)了磷酸鋰的屬性。
常用磷酸鋰代替鉛酸起動蓄電池。四個串聯(lián)電池產(chǎn)生12.80V，與六個2V鉛酸電池串聯(lián)的電壓相似。車輛將鉛酸充電至14.40V（2.40V/電池）并保持浮充狀態(tài)。浮充的用意在于保持完全充電水平并防止鉛酸電池硫酸化。
通過串聯(lián)四個磷酸鋰電池，每個電池的電壓均為3.60V，這是正確的滿充電電壓。此時，應(yīng)該斷開充電，但駕駛時繼續(xù)充電。磷酸鋰容忍一些過度充電; 然而，由于大多數(shù)車輛在長途旅行中長時間保持電壓在14.40V，可能會增加磷酸鋰電池的機械應(yīng)力。時間會告訴我們磷酸鋰作為鉛酸電池的替代品能夠承受多長時間的過充電。低溫也會降低鋰離子的性能，可能會影響極端情況下的起動能力。
磷酸鋰具有良好的安全性和長壽命，比能量適中，自放電能力增強。
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磷酸鐵鋰： LiFePO4陰極，石墨陽極
簡稱：LFP或磷酸鋰，始于1996年
電壓
3.20，標(biāo)稱值3.30V; 典型工作范圍2.5-3.65V
比能（容量）
90-120Wh/kg
充電（C率）
1C典型，充電至3.65V；典型的3小時充電時間
放電（C率）
1C，25C在一些電芯上可行; 40A脈沖（2s）; 2.50V截止（低于2V導(dǎo)致?lián)p壞）
循環(huán)壽命
1000-2000（與放電深度，溫度有關(guān)）
熱失控
270°C（518°F）即使充滿電，電池也非常安全
應(yīng)用
便攜式和固定式，需要高負載電流和耐久性的應(yīng)用場景
非常平坦的電壓放電曲線但容量低。最安全的
鋰離子之一。用于特殊市場。高自放電。
鎳鈷鋁酸鋰電池或NCA自1999年以后被應(yīng)用。它具有較高的比能量，相當(dāng)好的比功率和長的使用壽命與NMC有相似之處。不太討人喜歡的是安全性和成本。圖11總結(jié)了六個關(guān)鍵特征。NCA是鋰鎳氧化物的進一步發(fā)展；加入鋁賦予電池更好的化學(xué)穩(wěn)定性。
高能量和功率密度以及良好的使用壽命使NCA成為EV動力系統(tǒng)的候選者。高成本和邊際安全性卻有負面的影響。
充電（C率）
0.7C，充電至4.20V（大多數(shù)電池），典型的3小時充電，一些電池可以快速充電
放電（C率）
1C典型；截止3.00V；高放電速率會縮短電池壽命
循環(huán)壽命
500（與放電深度，溫度有關(guān)）
典型值為150°C（302°F），高電荷會導(dǎo)致熱失控
與鈷酸鋰有相似之處。能量型電池。
自二十世紀(jì)八十年代以來，鈦酸鋰陽極的電池已為人所知。鈦酸鋰代替典型鋰離子電池陽極中的石墨，并且材料形成尖晶石結(jié)構(gòu)。陰極可以是錳酸鋰或NMC。鈦酸鋰的標(biāo)稱電池電壓為2.40V，可以快速充電，并提供10C的高放電電流。據(jù)說循環(huán)次數(shù)高于常規(guī)鋰離子電池的循環(huán)次數(shù)。鈦酸鋰是安全的，具有出色的低溫放電特性，在-30°C（-22°F）時可獲得80％的容量。
LTO（通常是Li4Ti5 O12）零應(yīng)變，沒有SEI膜形成和在快速充電和低溫充電時無鋰電鍍現(xiàn)象，因而具有優(yōu)于傳統(tǒng)的鈷摻混的Li-離子與石墨陽極的充放電性能。高溫下的熱穩(wěn)定性也比其他鋰離子體系好; 然而，電池價格昂貴。比能量低，只有65Wh/kg，與NiCd相當(dāng)。鈦酸鋰充電至2.80V，放電結(jié)束時為1.80V。圖13顯示了鈦酸鋰電池的特性。典型用途是電動動力傳動系統(tǒng)，UPS和太陽能路燈。
鈦酸鋰在安全性，低溫性能和壽命方面表現(xiàn)出色。正在努力提高比能量和降低成本。
匯總表
鈦酸鋰：可以是錳酸鋰氧化物或NMC； Li4Ti 5O12（鈦酸鹽）陽極
簡稱：LTO或Li-鈦酸鹽，2008年左右開始銷售。
2.40V標(biāo)稱值； 典型工作范圍1.8-2.85V；
比能（容量）
50-80Wh/kg
充電（C率）
1C典型； 最大5C，充電至2.85V
放電（C率）
10C可能，30C 5s脈沖； LCO/LTO截止電壓1.80V
循環(huán)壽命
3,000-7,000
熱失控
一種最安全的鋰離子電池
應(yīng)用
UPS，電動動力總成（三菱i-MiEV，本田飛度EV），
太陽能路燈
壽命長，充電快，溫度范圍寬，比能量低，價格昂貴。最安全的鋰離子電池。
雖然鋰鋁（NCA）通過比其他系統(tǒng)儲存更多容量而成為明顯的贏家，但它僅適用于特定場景的電源使用。就比功率和熱穩(wěn)定性而言，錳酸鋰（LMO）和磷酸鋰（LFP）優(yōu)異。鈦酸鋰（LTO）的容量可能較低，但它的壽命超過了其他大多數(shù)電池，并且具有最佳的低溫性能。
NCA享有最高的比能量； 然而，錳酸鋰和磷酸鐵鋰在比功率和熱穩(wěn)定性方面優(yōu)越。鈦酸鋰具有最好的使用壽命。
