鉅大LARGE | 點擊量：764次 | 2023年06月08日
為何會選用磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的正極材料？
磷酸鐵鋰離子電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料重要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。
一種材料是不是具有使用發(fā)展?jié)摿?，除了關(guān)注其優(yōu)勢外，更為關(guān)鍵的是該材料是不是具有根本性的缺陷。
國內(nèi)今朝普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機構(gòu)、公司甚至是證券公司等市場分解員都看好這一材料，將其作為動力型鋰離子電池的發(fā)展方向。分解其原由，重要有下列兩點：首先是受到美國研發(fā)方向的影響，美國Valence與A123公司最早采用磷酸鐵鋰做鋰離子電池的正極材料。其次是國內(nèi)一直沒有制備出可供動力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲存性能的錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也存在不容忽視的根本性缺陷，歸結(jié)起來重要有以下幾點：
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)。這也是日本一直不將該材料作為動力型鋰離子電池正極材料的重要原由。
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處理這一問題。美國阿貢國家試驗室儲能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時候，他用terrible來形容，他們對磷酸鐵鋰型鋰離子電池探測結(jié)果聲明聲明磷酸鐵鋰離子電池在低溫下（0℃以下）無法使電動汽車行駛。盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下，設(shè)備根本就無法啟動工作。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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、電極出產(chǎn)性能不良以及對環(huán)境要求苛刻等問題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li，F(xiàn)e與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低，即使去掉前期的研發(fā)成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會使得最終單位儲能電量的成本較高。
1：標(biāo)稱電壓不同鉛酸蓄電池單體標(biāo)稱電壓：2.0V鋰電單體標(biāo)稱電壓：3.6V
2：內(nèi)部材料不同鉛酸蓄電池正負極為氧化鉛、金屬鉛、電解液為濃硫酸鋰電正負極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機電解液
3：能量不同鉛酸蓄電池30WH/KG鋰離子電池150WH/KG
4：使用場合不同鉛酸蓄電池：汽車啟動，電動汽車電池鋰離子電池：手機，電腦，電動工具，今朝也用于電動汽車電池
5：電特性不同鉛酸蓄電池不能大電流放電，壽命短鋰離子電池可以大電流放電，壽命好。
另外的差別還有下面的表現(xiàn)：
1、耐用性:鉛酸蓄電池一般深充深放電300次以內(nèi),有記憶,壽命在兩年左右。并且鉛酸蓄電池內(nèi)有液體,消耗一段時間后,假如發(fā)現(xiàn)電池發(fā)燙或者充電時間變短,就要補充液體;鋰離子電池耐用性較強,消耗慢,充放超過500次,并且無記憶,一般壽命在45年。
2、體積、質(zhì)量方面:一般鉛酸蓄電池重量是1630公斤,體積較大;鋰離子電池一般在2.53公斤,體積相對較小,所以騎行輕便、搬運方便。
3、價格、質(zhì)保期方面:目前市場上主流電池是48伏,假如更換的話,鉛酸蓄電池450元左右,質(zhì)保期為1年;鋰離子電池價格相對較貴,要1000元左右,但是質(zhì)保期為兩年。
4、行駛公里:同樣是48伏的電池,在洋溢電的情況下,鉛酸蓄電池和鋰離子電池的電動汽車都可以行駛3040公里。速度重要取決于所使用的電機大小。
5、電池容量:鉛酸蓄電池容量為20安左右;鋰離子電池容量為810安。
6、環(huán)保:鉛酸蓄電池在加工過程中存在污染,假如回收不當(dāng)也可能造成污染;鋰離子電池則相對綠色環(huán)保。
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