磷酸鐵鋰LiFePO電池，也稱(chēng)為L(zhǎng)FP電池（“LFP”代表“磷酸鐵鋰”），是一種可充電電池，特別是鋰離子電池，它使用LiFePO作為陰極材料的石墨碳電極，其中金屬集電器柵格作為陽(yáng)極。LiFePO的比容量高于相關(guān)的鋰鈷氧化物（LiCoO）化學(xué)反應(yīng)，但由于其低工作電壓，其能量密度略低。LiFePO的主要問(wèn)題是其低導(dǎo)電率。因此，所有的LiFePO正在考慮的4個(gè)陰極實(shí)際上是LiFePO 由于低成本，低毒性，定義明確，長(zhǎng)期穩(wěn)定等LiFePO是在車(chē)輛使用，公用事業(yè)規(guī)模固定應(yīng)用和備用電源中發(fā)現(xiàn)的許多角色。歷史磷酸鐵鋰是橄欖石族（三萜礦）的天然礦物。它用作電池電極，最初由John B. Goodenough在1996年得克薩斯大學(xué)的研究小組出版的文獻(xiàn) 作為可充電鋰電池的陰極材料。由于其低成本，無(wú)毒，天然豐富的鐵，其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，安全特性，電化學(xué)性能和比容量（170 mA·h/g，或610 C/g），它已獲得了相當(dāng)大的市場(chǎng)認(rèn)可。[商業(yè)化的主要障礙是其本質(zhì)上低的電導(dǎo)率。通過(guò)減小粒徑，涂覆LiFePO來(lái)克服該問(wèn)題具有導(dǎo)電材料的顆粒，如碳納米管，或兩者兼而有之。通過(guò)另一種方法的組包括摻雜LFP與 陽(yáng)離子的材料，例如鋁，鈮，和鋯。產(chǎn)品現(xiàn)已大規(guī)模生產(chǎn)，并被大型公司用于工業(yè)產(chǎn)品，包括Black and Decker的品牌.麻省理工學(xué)院推出了一種新型涂層，可使離子更容易在電池內(nèi)移動(dòng)。“Beltway Battery”采用旁路系統(tǒng)，允許鋰離子以足夠大的速度進(jìn)入和離開(kāi)電極，以便在一分鐘內(nèi)完全為電池充電。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在稱(chēng)為焦磷酸鋰的玻璃狀材料中涂覆磷酸鐵鋰顆粒離子繞過(guò)通道并比其他電池移動(dòng)得更快。當(dāng)帶電原子（離子）在兩個(gè)電極（陽(yáng)極和陰極）之間移動(dòng)時(shí)，可再充電電池存儲(chǔ)和釋放能量。它們的充電和放電速率受這些離子移動(dòng)速度的限制。這種技術(shù)可以減輕電池的重量和尺寸。已開(kāi)發(fā)出一種小型原型電池，可在10至20秒內(nèi)完全充電，而標(biāo)準(zhǔn)電池則為6分鐘。在早期的鋰離子電池中使用由石油焦制成的負(fù)極（陽(yáng)極，放電）; 后來(lái)的類(lèi)型使用天然或合成石墨。[

 

 

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

 

 

該磷酸鐵鋰4電池使用鋰離子衍生化學(xué)品，與其他鋰離子電池化學(xué)品有許多優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但是，存在顯著差異。與其他鋰離子方法相比，LFP化學(xué)品具有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。[像鎳基可充電電池（和其他鋰離子電池不同）， LiFePO電池具有非常恒定的放電電壓。放電期間電壓保持接近3.2 V，直到電池耗盡。這允許電池在其放電之前提供幾乎全功率，并且它可以極大地簡(jiǎn)化甚至消除對(duì)電壓調(diào)節(jié)電路的需要。由于額定的3.2 V輸出，四個(gè)電池可以串聯(lián)放置，標(biāo)稱(chēng)電壓為12.8 V.這接近六芯氯酸電池的標(biāo)稱(chēng)電壓。除了LFP電池的良好安全特性外，這使得LFP成為汽車(chē)和太陽(yáng)能應(yīng)用中鉛酸電池的良好替代品，前提是充電系統(tǒng)不會(huì)因過(guò)度充電電壓而損壞LFP電池（超過(guò)3.6）在充電時(shí)，每個(gè)電池的電壓為DC，基于溫度的電壓補(bǔ)償，均衡嘗試或連續(xù)涓流充電。在組裝電池組之前，LFP電池必須至少保持平衡，并且還需要實(shí)施保護(hù)系統(tǒng)以確保在2.5V電壓以下不會(huì)將電池放電或在大多數(shù)情況下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。磷酸鹽的使用避免了鈷的成本和環(huán)境問(wèn)題，特別是鈷通過(guò)不適當(dāng)?shù)奶幚磉M(jìn)入環(huán)境的擔(dān)憂(yōu)以及鈷含量可再充電鋰電池的熱失控特性的可能性。磷酸鐵鋰具有比LiCoO更高的電流或峰值功率額定值新LFP電池的能量密度（能量/體積）比新的LiCoO低約14％電池。此外，許多品牌的LFP，以及給定品牌的LFP電池中的電池，其放電率低于鉛酸或LiCoO 由于放電率是電池容量的百分比，如果必須使用低電流電池，則通過(guò)使用更大的電池（更多安培小時(shí)）可以實(shí)現(xiàn)更高的速率。更好的是，高電流LFP電池（其放電率比鉛酸或LiCoO高）可以使用相同容量的電池）。磷酸鐵鋰與鋰離子電池化學(xué)品（如LiCoO）相比，電池的容量損失率（即更長(zhǎng)的日歷壽命）更慢鈷或LiMn錳尖晶石鋰離子聚合物電池（LiPo電池）或鋰離子電池。]在貨架上放置一年后，一臺(tái)LiFePO電池通常具有與LiCoO大致相同的能量密度2鋰離子電池，因?yàn)長(zhǎng)FP的能量密度下降較慢。與其他鋰化學(xué)品相比，LFP在完全充電狀態(tài)下存儲(chǔ)時(shí)經(jīng)歷了更慢的降解。這使得LFP成為待機(jī)使用的理想選擇。安全與其他鋰離子化學(xué)品相比的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，從而提高了電池的安全性。 LiFePO是比LiCoO本質(zhì)上更安全的陰極材料和錳尖晶石，通過(guò)省略鈷，其負(fù)電阻與增加熱性能潛在地促進(jìn)熱失控。的鐵P-鍵比更強(qiáng)的，這樣當(dāng)濫用，（短路，過(guò)熱等）的氧原子是更難除去。氧化還原能量的這種穩(wěn)定化也有助于快速離子遷移。隨著鋰在LiCoO中遷移出陰極細(xì)胞，CoO經(jīng)歷非線性膨脹，影響細(xì)胞的結(jié)構(gòu)完整性。LiFePO的完全鋰化和非鋰化狀態(tài)中的結(jié)構(gòu)相似，表示LiFePO電池在結(jié)構(gòu)上比LiCoO更穩(wěn)定細(xì)胞。在完全充電的LiFePO的陰極中沒(méi)有鋰殘留單元在LiCoO中電池，大約50％保留在陰極中。磷酸鐵鋰中的氧氣在氧氣損失期間具有高彈性，這通常導(dǎo)致其他鋰電池中的放熱反應(yīng)。因此，磷酸鐵鋰電池在誤操作時(shí)（特別是在充電期間）更難點(diǎn)燃，盡管任何完全充電的電池只能作為熱量耗散過(guò)充電能量。因此，仍然可能通過(guò)誤用而導(dǎo)致電池故障。人們普遍認(rèn)為L(zhǎng)iFePO電池在高溫下不會(huì)分解。 LFP和通常用于航模愛(ài)好的LiPo電池之間的差異尤其值得注意。規(guī)格電池電壓最小放電電壓= 2.5 V 工作電壓= 3.0~3.3 V.最大充電電壓= 3.65 V.體積能量密度 = 220 Wh / dm （790 kJ / dm 3）重量能量密度> 90 Wh / kg （> 320 J / g）100％DOD循環(huán)壽命（循環(huán)次數(shù)達(dá)到原始容量的80％）= 2,000-7,000 10％DOD循環(huán)壽命（循環(huán)次數(shù)達(dá)到原始容量的80％）> 10,000 [索尼Fortelion：擁有100％國(guó)防部的 8,000次循環(huán)后容量為74％陰極成分（重量）90％C-LiFePO 4，等級(jí)Phos-Dev-125％碳 EBN-10-10（優(yōu)質(zhì)石墨）5％聚偏二氟乙烯（PVDF）單元配置碳涂層鋁集電器151.54cm 陰極電解質(zhì)：碳酸亞乙酯 - 碳酸二甲酯（EC-DMC）1-1 高氯酸鋰（LiClO1M陽(yáng)極：石墨或硬碳，插入金屬鋰實(shí)驗(yàn)條件：室內(nèi)溫度電壓限制：2.0-3.65 V.充電：高達(dá)C / 1速率高達(dá)3.6 V，然后恒壓3.6 V，直到I <C / 24根據(jù)制造商比亞迪的說(shuō)法，電動(dòng)車(chē)e6的磷酸鐵鋰電池在快速充電站在15分鐘內(nèi)充電至80％，在40分鐘內(nèi)充電100％。[用法交通加速所需的更高放電率，更輕的重量和更長(zhǎng)的使用壽命使這種電池類(lèi)型成為自行車(chē)和電動(dòng)車(chē)的理想選擇。12V LiFePO 4電池作為大篷車(chē)，汽車(chē)之家或船只的第二個(gè)（房子）電池也越來(lái)越受歡迎。

 

太陽(yáng)能花園和安全照明系統(tǒng)

 

單個(gè)“14500”（AA電池大?。㎜FP電池現(xiàn)在用于一些太陽(yáng)能路徑燈而不是1.2 V NiCd / NiMH。LFP的較高（3.2 V）工作電壓可以允許單個(gè)單元驅(qū)動(dòng)LED而無(wú)需升壓電路。對(duì)適度過(guò)充電的耐受性增加（與其他Li電池類(lèi)型相比）意味著LiFePO可以連接到光伏電池而沒(méi)有復(fù)雜的電路。單個(gè)LFP電池還可以緩解與電池座和電池與電池接觸相關(guān)的腐蝕，冷凝和污垢問(wèn)題 - 這種不良連接通常特別困擾使用多個(gè)可移動(dòng)NiMH電池的室外系統(tǒng)。更復(fù)雜的LFP太陽(yáng)能充電被動(dòng)紅外安全燈也在不斷涌現(xiàn)（2013年）。由于AA尺寸的LFP電池的容量?jī)H為600 mA·h（而燈的亮LED可能消耗60 mA），因此預(yù)計(jì)只需10小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間。然而 - 如果僅偶爾觸發(fā) - 這種系統(tǒng)甚至可以在低陽(yáng)光充電條件下應(yīng)對(duì)，因?yàn)闊綦娮釉O(shè)備確保在低于1mA的黑暗“空閑”電流之后。磷酸鐵鋰功率太陽(yáng)能燈明顯比普通的戶(hù)外太陽(yáng)能燈更亮，整體性能被認(rèn)為更可靠。