磷酸鐵鋰電池怎么樣？

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現(xiàn)在電池行業(yè)中大家聽到最多的電池就是三元鋰電池，因為在新能源領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛，而后起之秀磷酸鐵鋰電池怎么樣呢？下面我們就從行業(yè)應(yīng)用、優(yōu)缺點、低溫性能、發(fā)展前景等來深入一下磷酸鐵鋰電池。

行業(yè)應(yīng)用

1、通信行業(yè)

傳統(tǒng)的閥控式密封鉛酸電池以其成本低廉、技術(shù)成熟、維護(hù)方便得到廣泛應(yīng)用，然而，隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和無線基站應(yīng)用場景的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的蓄電池逐步顯現(xiàn)出體積大、對環(huán)境溫度要求苛刻等劣勢。磷酸鐵鋰電池由于具有體積小、重量輕，高溫性能突出，循環(huán)性能優(yōu)異，可高倍率充、放電，綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點，更適用于環(huán)境溫度高、機房面積及承重小等惡劣的基站環(huán)境。在末端供電后背電池方面可作為鉛酸蓄電池的有效補充。

2、汽車行業(yè)

不管新能源汽車是混和動力還是純電動汽車，都離不開電池這一核心技術(shù)。目前最有希望獲得產(chǎn)業(yè)化的電池技術(shù)是磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）。鋰資源儲量有限，根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查所（USGA）估算，鋰金屬全球總儲藏量為1340噸，鋰資源極端偏向南美，中國有110萬噸的儲量，不可能作為像石油那樣的替代品。磷酸鐵鋰電池作為無鈷電池的一種，自然是新能源電池青睞的對象，比亞迪公司推出的刀片電池更是將磷酸鐵鋰電池推到一個新的高度。

3、儲能領(lǐng)域

在便攜式電器方面的應(yīng)用目前移動電話、筆記本電腦、微型攝像機等需要便攜式電源的用電器已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，在其電源方面，無一例外地選擇鋰電池包作為市場的主流。據(jù)統(tǒng)計，全球手機產(chǎn)量每年近21億部，全球每年生產(chǎn)筆記本電腦約1.5億臺，形成了龐大的鋰電池應(yīng)用市場。在此領(lǐng)域，鈷酸鋰、錳酸鋰鋰離子電池占有主導(dǎo)地位。

4、軍工領(lǐng)域

在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用在軍事裝備中，磷酸鐵鋰電池包主要用作動力啟動電源、無線通信電臺電源、微型無人駕駛偵察飛機動力電源等，此外，諸如激光瞄準(zhǔn)器、夜視器、飛行員救生電臺電源等現(xiàn)在也普遍采用鋰離子電池。在航天領(lǐng)域，鋰電池已經(jīng)用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通信衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動力?！?/p>

由于磷酸鐵鋰電池的功能特點出色，未來應(yīng)用的領(lǐng)域只會更多。

優(yōu)缺點

一、優(yōu)點

1、安全。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性。

2、循環(huán)次數(shù)高，壽命好。長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右，最高也就500次，而磷酸鐵鋰動力電池，循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時率)使用，可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”，最多也就1~1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，理論壽命將達(dá)到7~8年。

3、高溫性能好。磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20C–+75C)，有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃，而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

4、高容量。具有比普通電池(鉛酸等)更大的容量。單體容量為5AH-1000AH。

5、無記憶效應(yīng)?？沙潆姵卦诮?jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容量會迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象，電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無須先放完再充電。

6、重量輕。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。

7、環(huán)保。該電池一般被認(rèn)為是不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬)，無毒(SGS認(rèn)證通過)，無污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為絕對的綠色環(huán)保電池證。

二、缺點

1、在磷酸鐵鋰制備時的燒結(jié)過程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。

2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。

3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來了其它問題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對環(huán)境要求苛刻等問題。

4、產(chǎn)品一致性差。目前國內(nèi)還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問題。從材料制備角度來說，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過程中，很難保證反應(yīng)的一致性。

5、知識產(chǎn)權(quán)問題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專利申請在1993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年8月19日公布申請結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利被美國德州大學(xué)所有，而碳包覆專利被加拿大人所申請。這兩個基礎(chǔ)性專利是無法繞過去的，如果成本中計算上專利使用費的話，那產(chǎn)品成本將會進(jìn)一步提高。

低溫性能

隨著電池技術(shù)的更新迭代，磷酸鐵鋰電池逐漸在低溫領(lǐng)域獲得更多的研發(fā)投入。比如說深圳市格瑞普電池有限公司低溫磷酸鐵鋰電池的工作溫度范圍為-40℃至50℃。下面是磷酸鐵鋰電池的低溫性能。

1、采用疊加技術(shù)，內(nèi)阻低；

2、優(yōu)良的低溫工作性能。在-20℃溫度下以0.2c放電的循環(huán)試驗在經(jīng)過300個循環(huán)后，仍有93%以上的容量保持率。在-40℃下以0.5C放電，放電容量超過初始容量的60%；在-35℃下以0.3C放電，放電容量超過初始容量的70%；

3、在不同溫度下的放電曲線，放電溫度范圍值大，可在-40℃至55℃下放電，放電容量可觀；

4、可在-20℃下充電；

5、采用磷酸鐵鋰化學(xué)物質(zhì)，安全性高，循環(huán)壽命長；

發(fā)展前景

磷酸鐵鋰作為鋰電池包正極材料，是目前最安全的鋰離子電池正極材料，由于其安全穩(wěn)定性，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)成為鋰離子動力電池的重要發(fā)展方向。隨著全球大力發(fā)展新能源汽車的趨勢已經(jīng)形成。我國磷酸鐵鋰電池年產(chǎn)量在萬噸左右，未來幾年仍將保持高速增長。鋰電池包影響到儲能等新能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)變革，關(guān)系到我國新能源汽車市場的發(fā)展，隨著國家環(huán)保的深入開展，未來幾年中國鋰電池行業(yè)發(fā)展規(guī)模會越來越大。

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