谈谈磷酸铁锂电池的优点与缺点
来源：宝鄂实业
2019-10-13 17:38
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今天我想谈谈磷酸铁锂电池。
1简介
磷酸铁锂电池，全称磷酸铁锂电池，是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。这里我们来谈谈电池行业的命名规则。在这个阶段，我们通常用正极材料来命名电池。负极通常是石墨作为负极，如三元电池，指NCM或NCA用作正极材料，钴酸锂电池等。lifepo4用作阴极材料。lifepo4也用作阴极材料。
磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料，在安全性能和循环寿命方面具有很大的优势，也是动力电池最重要的技术指标之一。1C充放电循环寿命可达到2000次，刺穿不爆炸，过充不易燃烧爆炸。磷酸铁锂正极材料使大容量锂离子电池更易于并联和串联使用。在材料原理方面，磷酸铁锂也是一种嵌入和去嵌入的过程，与锂钴氧化物和锰酸锂完全相同。
与铅酸电池相比，铅酸电池的使用寿命一般为1-1.5年；与镍氢电池相比，其工作电压更高；与镍镉电池相比，其环境友好性更好，这也是磷酸铁锂克服这些电池的重要原因引发了一场锂风暴。虽然在这个阶段，三元电池很受欢迎，但因为三元电池。元电池在高能量密度下很难控制。磷酸铁锂电池仍在大规模应用中。然而，国内电池企业正在大规模开发磷酸铁锂电池，采用大容量磷酸铁锂电池（100Ah，甚至200Ah电池）。
2优势
磷酸铁锂电池的主要优点：
高安全性能
磷酸铁锂晶体中的p-o键稳定，不易分解。即使在高温或过充电，它不会崩解和热如锂钴氧化物或形成强氧化物质。磷酸铁锂的分解温度在600℃左右，具有良好的安全性。虽然过充电导致过燃和爆炸，但与普通液体电解质锂钴氧化物电池和三元电池相比，其过充电安全性大大提高。
长寿命
铅酸蓄电池的循环寿命约为300次，可达500次左右；磷酸铁锂动力电池的循环寿命超过2000次，标准充电（0.2c，5小时）可使用2000次。相同质量的铅酸蓄电池为“新半年、老半年、修半年”，最大时间为1～1.5年。在相同条件下，磷酸铁锂电池的理论寿命将达到7-8年。综合考虑，理论上性能价格比是铅酸蓄电池的4倍以上。大电流放电可以快速充放电2c。在专用充电器下，充电1.5c后40分钟内即可充满电池。起动电流可达2c，但铅酸蓄电池没有这种性能。
高温性能
磷酸铁锂的峰值可达350500，锰酸锂和钴锂的峰值仅为200c左右，工作温度范围宽（-20c-+75c），耐高温磷酸铁锂的峰值可达350~500c，锰酸锂和钴锂的峰值仅为200c左右。C.
大容量
它的容量比普通电池（如铅酸电池）大。铅酸蓄电池的能量密度约为40wh/kg。市场上主流的磷酸铁锂电池能量密度都在90wh/kg以上。
无记忆效应
可充电电池通常在满容量的情况下工作，其容量将迅速下降到额定容量以下。这种现象称为记忆效应。与镍氢电池和镍镉电池一样，也有记忆，但磷酸铁锂电池不存在这种现象（锂离子电池一般不具有记忆效应），无论电池处于什么状态，都可以在充电时使用，而不必先将电池熄灭再充电。
重量轻
同容量磷酸铁锂电池体积为铅酸电池的2/3，重量为铅酸电池的1/3。磷酸铁锂电池的两种能量密度是铅酸电池的几倍。
环境友好型
通常认为电池不含重金属和稀有金属（镍氢电池需要稀有金属），无毒（SGS认证），无污染，符合欧洲RoHS法规，适用于绿色电池。锂电池受到业界青睐的一个重要原因是环保因素。
但有一点值得正视，那就是锂电池是一个很好的新能源产业，但它不能避免重金属污染的问题。在金属加工过程中，铅、砷、镉、汞和铬可能会释放到灰尘和水中。电池本身是一种化学物质，可能产生两种污染：一种是生产工程中的工艺粪便污染；另一种是报废后的电池污染。
其他材料比较
目前，最有前途的动力锂离子电池正极材料是改性锰酸锂（limn2o4）、磷酸铁锂（lifepo4）和锰酸锂镍钴（li（ni，co，mn）o 2三元材料。由于钴资源的缺乏和镍钴价格的高波动性，锂镍钴锰酸锂三元材料一般被认为难以成为电动汽车动力锂离子电池的主流，但可以与尖晶石锰酸锂混合在一定范围内。
3缺点
磷酸铁锂电池也存在一些缺点，如低温性能差、负极材料的压实密度低、容量大的磷酸铁锂电池与锂钴氧化物电池容量相等，因此在微型电池中没有优势。对于动力电池，磷酸铁锂电池和其他电池一样，需要面对电池一致性的问题。
元素铁的威胁
在磷酸铁锂制备过程中，高温还原气氛下氧化铁还原为元素铁是可能的。铁是电池中最忌讳的物质，会引起电池短路。这也是日本没有将这种材料用作动力锂离子电池正极材料的主要原因。
性能缺陷
磷酸铁锂存在压实密度和压实密度低等性能缺陷，导致锂离子电池能量密度低。低温性能差，即使是纳米级和碳涂层，也不能解决这个问题。磷酸铁锂锂离子电池的测试结果表明，磷酸铁锂电池在低温（0℃以下）下不能驱动电动汽车。虽然有厂家声称磷酸铁锂电池在低温下的容量保持率很好，但就是在放电电流小、放电截止电压低的情况下，在这种情况下，装置根本无法启动工作。
制造成本高
材料制备成本高于电池制造成本，电池成品率低，一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆虽然提高了材料的电化学性能，但也带来了能量密度降低、合成成本增加、电极加工性能差和环境要求苛刻等问题。虽然磷酸铁锂中化学元素锂、铁、磷含量丰富，成本低廉，但磷酸铁锂产品的成本并不低。即使去掉以往研发的成本，这种材料的工艺成本加上电池的制备成本，最终的单位储能成本也会更高。
一致性差
产品一致性差。无论是从材料准备还是从生产。产品的一致性很难保证，磷酸铁锂的电压平台很窄，使得电池的可观测性更加困难。
