磷酸铁锂电池的性能好是因为本身的缺陷吗？

，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。　　首先安全是汽车必备的前提。汽车不同于手机和电脑，汽车在高速行驶中有可能遇到众多不可预知因素，比如车祸造成的电池挤压和撞击。而任何一个不利的因素，都有可能造车车毁人亡。我们可以看到一些老年代步车使用劣质的铅酸电池，完全没有安全保障，电池自燃、受撞击燃烧的案例比比皆是。再比如特斯拉近一年的连续着火事件，虽然得利于特斯拉的安全设计并没有出现人员伤亡。但同时也要看到，这几次事件都是非常轻微的碰撞事故，碰撞本身对车和人并无伤害，而电池却着火了，那么如果是更严重的事故呢？

 

　　二、高倍率放电寿命

 

　　普通汽车使用寿命长达数十年，一辆电动汽车的电池，10年至少需要3000次的循环寿命。电池作为比较贵的部件，寿命能否与车等同是非常重要的，既要保证车辆的性能又要保证车主的利益，这样才能利于市场的推动。目前世界各车企的电动汽车，只有去年上市的比亚迪“秦”做到了电芯终生质保。

 

　　电池的寿命也就是循环寿命，并非简单的电池参数给出的数字。电池的循环寿命和电池的循环状态是息息相关的，比如放电倍率、充电倍率、温度等。通常电池实验室数据得出的循环寿命，是以0.3C恒定的充放电倍率，在20度恒定最佳温度下得到的。但是在实际用车过程中，倍率和温度是非恒定的。这也就是为什么通常无论是笔记本、手机，还是电瓶车的电池，实际使用中的寿命都远远不如厂商给出的数据的原因。而中小里程纯电以及长续航双模混合动力车，因为所带的电池比较少，对其放电的要求就会更高，对寿命的影响就会更大。

 

　　比如A123的磷酸铁锂电池，通常循环寿命可以到3000次以上。但是，A123的磷酸铁锂航模电池，以10C的充电倍率、5C的放电倍率使用，实验室中的寿命缩短到只有600次，而真正实际使用中只有400次左右，可见放电倍率对寿命的影响。

 

　　再以比亚迪“秦”为例，只有13KWH的电池驱动峰值功率110KW的电机。可以计算出，当“秦”满电时其最大放电倍率高达8.4C。尤其是当“秦”只有50%电量时，其最大放电倍率可以达到18C。如果电量再低放电倍率将超过25C，这会极大地缩短电池的寿命。

 

　　再看P85度电的特斯拉，最大功率310KW的电机，看起来很庞大，其实电池放电倍率不过4C。在只有30%的电量时，最大放电倍率也不过10C。而且特斯拉的大容量电池，在极大程度上避免电池处于大功率的放电之中。

 

　　通过简单的对比，就可以看出比亚迪电池的高倍率放电寿命的优越性。