一、磷酸鐵鋰電池是什么
磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電(dian)池,一個主要用途是用作(zuo)動力(li)電(dian)池,相對NI-MH、Ni-Cd電(dian)池有很大優勢。
磷酸鐵(tie)鋰電池(chi)充(chong)放(fang)電效率(lv)相對高一些(xie),在 85% - 90%之間。而鉛酸電池(chi)約為80%。
二、磷酸鐵鋰電池的優缺點有哪些
(一)磷酸鐵鋰電池的8大優勢
安全性能的改善
磷酸(suan)(suan)鐵(tie)鋰(li)(li)晶體中的(de)P-O鍵穩(wen)固,難以分(fen)解,即便(bian)在高溫或過充(chong)時也不會像(xiang)鈷(gu)酸(suan)(suan)鋰(li)(li)一樣結構崩塌(ta)發(fa)熱或是形成強氧(yang)化性物質,因(yin)此(ci)擁有良好的(de)安全性。有報(bao)告(gao)指出,實(shi)際(ji)操作中針刺或短(duan)路(lu)實(shi)驗中發(fa)現有小部分(fen)樣品出現燃燒現象(xiang),但未出現一例爆炸事(shi)件(jian),而過充(chong)實(shi)驗中使用(yong)大大超出自(zi)身放電(dian)電(dian)壓(ya)數倍的(de)高電(dian)壓(ya)充(chong)電(dian),發(fa)現依然(ran)有爆炸現象(xiang)。雖然(ran)如此(ci),其過充(chong)安全性較之普通(tong)液態電(dian)解液鈷(gu)酸(suan)(suan)鋰(li)(li)電(dian)池,已大有改善(shan)。
壽命的改善
長壽命(ming)鉛酸(suan)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的循(xun)環壽命(ming)在(zai)300次左右,最高也就500次,而(er)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰動(dong)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi),循(xun)環壽命(ming)達(da)(da)(da)到2000次以(yi)上,標(biao)準(zhun)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(5小(xiao)時率)使(shi)用(yong),可(ke)達(da)(da)(da)到2000次。同(tong)質(zhi)量的鉛酸(suan)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)是“新半年、舊半年、維(wei)護(hu)維(wei)護(hu)又半年”,最多(duo)也就1~1.5年時間,而(er)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)同(tong)樣條件下(xia)使(shi)用(yong),理論壽命(ming)將達(da)(da)(da)到7~8年。綜合(he)考慮,性能價格比理論上為鉛酸(suan)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的4倍以(yi)上。大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流放電(dian)(dian)(dian)(dian)可(ke)大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)流2C快速充(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian),在(zai)專(zhuan)用(yong)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器下(xia),1.5C充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)40分鐘內即(ji)可(ke)使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)滿(man),起動(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流可(ke)達(da)(da)(da)2C,而(er)鉛酸(suan)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)現在(zai)無此性能。
高溫性能好
磷酸(suan)鐵鋰電熱(re)峰(feng)值可(ke)達(da)350℃-500℃而(er)錳(meng)酸(suan)鋰和鈷酸(suan)鋰只在200℃左右(you)。工作溫度范圍寬廣(guang)(-20C--+75C),有耐高溫特性(xing)磷酸(suan)鐵鋰電熱(re)峰(feng)值可(ke)達(da)350℃-500℃而(er)錳(meng)酸(suan)鋰和鈷酸(suan)鋰只在200℃左右(you)。
大容量
具有比普(pu)通電(dian)池(鉛酸等)更大的容量。5AH-1000AH(單體)
無記憶效應
可充(chong)(chong)電池(chi)在經常(chang)處于充(chong)(chong)滿不(bu)放(fang)完(wan)的(de)條件下工作(zuo),容量(liang)會(hui)迅(xun)速(su)低(di)于額定容量(liang)值,這(zhe)種(zhong)現象(xiang)叫做(zuo)記憶效(xiao)應。像鎳氫、鎳鎘電池(chi)存在記憶性,而(er)磷酸(suan)鐵鋰電池(chi)無(wu)此現象(xiang),電池(chi)無(wu)論處于什么(me)狀(zhuang)態,可隨充(chong)(chong)隨用,無(wu)須先放(fang)完(wan)再充(chong)(chong)電。
重量輕
同(tong)等(deng)規格(ge)容量的(de)磷酸(suan)鐵鋰電(dian)池(chi)的(de)體積是鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)體積的(de)2/3,重量是鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)的(de)1/3。
環保
該(gai)電(dian)池一般被認為是(shi)不含任何(he)重金屬(shu)(shu)與稀有(you)金屬(shu)(shu)(鎳氫電(dian)池需稀有(you)金屬(shu)(shu)),無(wu)毒(SGS認證通過),無(wu)污染(ran),符合(he)歐洲RoHS規(gui)定,為絕對的(de)綠色環保(bao)電(dian)池證。所以(yi)鋰電(dian)池之所以(yi)被業界看好,主要(yao)是(shi)環保(bao)考量,因(yin)此該(gai)電(dian)池又列入(ru)了“十五”期間的(de)“863”國(guo)家高科(ke)技發(fa)展(zhan)計劃,成為國(guo)家重點支持和鼓勵發(fa)展(zhan)的(de)項目。隨著中(zhong)(zhong)國(guo)加入(ru)WTO,中(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)動自(zi)(zi)行車的(de)出口量將迅速增大,而現在進(jin)入(ru)歐美的(de)電(dian)動自(zi)(zi)行車已要(yao)求配備(bei)無(wu)污染(ran)電(dian)池。
(二)磷酸鐵鋰電池的缺點
1、在磷酸鐵鋰制備時的燒結過程中,氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質鐵的可能性。單質鐵(tie)會(hui)引起電(dian)(dian)池(chi)的(de)微短路(lu),是(shi)電(dian)(dian)池(chi)中(zhong)最忌諱的(de)物質。這也(ye)是(shi)日本(ben)一直不將該材料作為動力型鋰離子電(dian)(dian)池(chi)正極材料的(de)主要原(yuan)因。
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,導致鋰離子電池的能量密度較低。低(di)溫(wen)性能(neng)(neng)較(jiao)(jiao)差,即使將其納米(mi)化和(he)碳包覆也沒有(you)解決這(zhe)一問題。美國阿貢國家實驗室儲能(neng)(neng)系統中心主(zhu)任(ren)Don Hillebrand博士談到(dao)磷(lin)(lin)酸鋰(li)(li)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)低(di)溫(wen)性能(neng)(neng)的時(shi)候,他用terrible來(lai)形容,他們對(dui)磷(lin)(lin)酸鐵(tie)鋰(li)(li)型鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)測試(shi)結果表明表明磷(lin)(lin)酸鐵(tie)鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)(0℃以(yi)下(xia))無(wu)法(fa)使電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)行駛。盡管也有(you)廠(chang)家宣稱磷(lin)(lin)酸鋰(li)(li)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)容量(liang)保持率還(huan)不錯,但是那是在(zai)放電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流較(jiao)(jiao)小和(he)放電(dian)(dian)(dian)截止電(dian)(dian)(dian)壓很低(di)的情況下(xia)。在(zai)這(zhe)種狀況下(xia),設備根本就無(wu)法(fa)啟(qi)動(dong)工作(zuo)。
3、材料(liao)的(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)與電池的(de)制造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)較高(gao),電池成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)品率低,一致性(xing)(xing)差。磷酸鐵鋰(li)的(de)納(na)米化(hua)和碳包覆盡管提(ti)高(gao)了材料(liao)的(de)電化(hua)學性(xing)(xing)能,但是(shi)(shi)也帶來(lai)了其它問題,如能量密(mi)度的(de)降(jiang)低、合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)提(ti)高(gao)、電極加工性(xing)(xing)能不良(liang)以及對(dui)環境要求苛刻等(deng)問題。盡管磷酸鐵鋰(li)中(zhong)的(de)化(hua)學元素Li,Fe與P很(hen)豐富,成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)也較低,但是(shi)(shi)制備(bei)(bei)出的(de)磷酸鐵鋰(li)產品成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)并不低,即(ji)使去掉前期的(de)研發成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben),該材料(liao)的(de)工藝成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)加上較高(gao)的(de)制備(bei)(bei)電池的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben),會使得最終單位(wei)儲能電量的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)較高(gao)。
4、產品一(yi)致性差。目(mu)前(qian)國內還沒有一(yi)家磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰材料(liao)廠能(neng)夠解決(jue)這一(yi)問(wen)題。從材料(liao)制(zhi)備角度來說,磷酸(suan)鐵(tie)(tie)鋰的(de)合成反(fan)應(ying)是一(yi)個復雜的(de)多相反(fan)應(ying),有固相磷酸(suan)鹽、鐵(tie)(tie)的(de)氧化物以(yi)及鋰鹽,外加(jia)碳的(de)前(qian)驅體以(yi)及還原性氣(qi)相。在這一(yi)復雜的(de)反(fan)應(ying)過程中,很難保證反(fan)應(ying)的(de)一(yi)致性。
5、知識產(chan)權問題。最早的有(you)(you)關磷酸(suan)鐵(tie)鋰(li)專利(li)(li)申請(qing)(qing)在1993年6月25日由F X MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)獲得,并(bing)于同年8月19日公布申請(qing)(qing)結果。磷酸(suan)鐵(tie)鋰(li)的基(ji)礎專利(li)(li)被美國德州大學所有(you)(you),而碳包覆(fu)專利(li)(li)被加拿(na)大人所申請(qing)(qing)。這(zhe)兩個基(ji)礎性專利(li)(li)是無法(fa)繞過去的,如(ru)果成本中計算上專利(li)(li)使用費的話,那產(chan)品(pin)成本將(jiang)會進一步提(ti)高。
三、磷酸鐵鋰電池的價格是多少
電動汽車(che)/房車(che)12v磷酸(suan)鐵鋰電池價格在5000左右。
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