什么是磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池性能如何？
来源：宝鄂实业
2019-05-06 15:04
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一项最新研究已经解答了为何使用磷酸铁锂材料作为电池正极通常都会让电池性能超出预期：其中的秘密就源自于它内部的缺陷。材料科学家Ming Tang在一篇新闻稿中称：“我们都清楚这种材料效果非常好，但是对于其中的真正原因科学家们一直争论不休。这种材料在许多方面并非如此优秀，但是有时候又会超出人们的预期。”
研究人员发现，在制造磷酸铁锂的过程中，它晶格中的一些原子出现了一种名为反位缺陷的错位现象。科学家通过研究发现，这种反位缺陷或许能够解答这种材料令人敬佩的性能表现。这种缺陷让正极材料能够从更大的表面区域释放和收集锂离子。
在此之前，科学家们假定锂离子只能够在单一方向上移动，这样就限制了能够释放和吸收锂离子的材料表面大小。显微成像技术和计算机模型让科学家们能够在电池充电过程中观察到离子的运动状态。科学家们分析表明，反位缺陷的存在让离子出现了新的运动方向。
这种缺陷有效的增加了磷酸铁锂纳米棒的表面活跃区域，让正极和电解液之间的锂离子传播更加高效。Tang声称：“大多数电池正极都被打造成薄盘的形状来增加锂离子的单向运动。我们的发现改变了我们对磷酸铁锂最优化形状设计的看法。这种缺陷的存在让锂离子能够多方向运动，这意味着我们让性能最大化的设计标准是完全不准确的。”
即使是电池研究领域的专家们也并非全部了解锂离子电池及其部件的电化学性能和过程。但是随着更多的科学家来设想和分析这些电化学过程和性能，我们将能够更多的对其进行完善，让锂电池的性能尽可能的高效。
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入、脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相同。
1介绍
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池，一个主要用途是用于动力电池，相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。
磷酸铁锂电池充放电效率较高，倍率放电情况下充放电效率可达90%以上，而铅酸电池约为80%。
2八大优势
安全性能的改善
磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。有报告指出，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象。虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。
寿命的改善
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。
长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电(5小时率)使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1~1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7~8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。
高温性能好
磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C)，有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。
