磷酸铁锂电池为啥性能好？
来源：宝鄂实业
2019-05-16 09:37
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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。
动力电池的安全性是电动车中使用中最应受关注的问题。一般来说，电池安全性是和电池中储存的能量成反比的，即所能释放的能量越大，其安全性风险就越大，纯电动轿车电池容量一般为几十千瓦时，而纯电动公交车电池容量高达几百千瓦时，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出安全事故的可能性增加。因此，将锂离子蓄电池做成动力电池，就必须提高其安全性能，单体电池愈大，要求达到的安全性指标也就愈高。
目前涉及国内磷酸铁锂动力电池的生产企业多达100多家，而在现有的国内新能源汽车动力电池供应环节中，磷酸铁锂动力电池几乎占据着商用车整个市场。但是由于磷酸铁锂电池理论能量密度提升空间有限，最大为150Wh/kg。国内有大型动力电池企业在积极开发能量密度更高的磷酸铁锰锂材料新型动力锂电池。
因为三元锂电池的比能量比较高，这种优势使其有相应的市场需求，但我很早以前就说过，从安全性上看，磷酸铁锂电池更有优势，比如以前发生事故的三元材料中镍钴铝三元材料18650电池在180摄氏度以上会出现自加热，起火后很难控制，而磷酸铁锂材料到了250摄氏度以上才会出现放热现象，因此磷酸铁锂电池应用在商用车上，尤其是城市公交车和大巴车上，这对国内电动汽车发展来说是一个正确的选择，对人民生命财产安全更有保障。
目前动力电池企业产销状况比较好，受到的各方面关注也相应比较多，这就更需要加强研发，不断提升产品技术含量。黄学杰认为，影响锂离子电池安全性的主要因素有电池的材料选择、结构设计、制造工艺、电热管理、电池包设计和使用条件等，研究单体电芯产热规律，根据电池的应用需求以安全为优先选择材料和设计电池及系统结构，采用高精度设备制造，加强生产全过程的监测，开发智能化电池管理系统和根据整车使用条件设计电池包。
同理，中国的整车企业也不应当把电池当做整车的配套产品，而是要逐步将动力电池生产纳入自己的运营管理体系，以严格保证质量。设计远程监控自诊断报警系统，对运行中的动力电池进行实时监控和诊断。
