磷酸鐵鋰電池是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,碳作為負極材料的鋰離子電池,單體額定電壓為3.2V,充電截止電壓為3.6V~3.65V。由于它的性能特別適于作動力方面的應用,則在名稱中加入“動力”兩字,即磷酸鐵鋰動力電池。也有人把它稱為“鋰鐵(LiFe)動力電池”。
磷酸鐵鋰電池屬于鋰電池的一種,與我們手機所用的電池一樣,是因為磷酸鐵鋰電池的的正極材料的主要為磷、酸、鐵、鋰的化合物而得名。下面來為大家詳細介紹一下這種新型材料的優(yōu)缺點。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點
1、安全性能的改善
磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分解,即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質(zhì),因此擁有良好的安全性。有報告指出,實際操作中針刺或短路實驗中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象,但未出現(xiàn)一例爆炸事件,而過充實驗中使用大大超出自身放電電壓數(shù)倍的高電壓充電,發(fā)現(xiàn)依然有爆炸現(xiàn)象。雖然如此,其過充安全性較之普通液態(tài)電解液鈷酸鋰電池,已大有改善。
2、壽命的改善
長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動力電池,循環(huán)壽命達到2000次以上,標準充電(5小時率)使用,可達到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”,最多也就1~1.5年時間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用,理論壽命將達到7~8年。綜合考慮,性能價格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。大電流放電可大電流2C快速充放電,在專用充電器下,1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿,起動電流可達2C,而鉛酸電池無此性能。
3、高溫性能好
磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20C--75C),有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
4、大容量
電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作,容量會迅速低于額定容量值,這種現(xiàn)象叫做記憶效應。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性,而磷酸鐵鋰電池無此現(xiàn)象,電池無論處于什么狀態(tài),可隨充隨用,無須先放完再充電。
6、重量輕
同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3,重量是鉛酸電池的1/3。
7、環(huán)保
磷酸鐵鋰電池一般被認為是不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬),無毒(SGS認證通過),無污染,符合歐洲RoHS規(guī)定,為絕對的綠色環(huán)保電池證。所以鋰電池之所以被業(yè)界看好,主要是環(huán)保考量,因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發(fā)展計劃,成為國家重點支持和鼓勵發(fā)展的項目。
磷酸鐵鋰電池也有其缺點:例如低溫性能差,正極材料振實密度小,等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池,因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢。而用于動力電池時,磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣,需要面對電池一致性問題。
磷酸鐵鋰電池的缺點
一種材料是否具有應用發(fā)展?jié)摿Γ岁P注其優(yōu)點外,更為關鍵的是該材料是否具有根本性的缺陷。
1、磷酸鐵鋰電池正極的振實密度小,密度一般在0.8到1.3左右,體積大。
2、導電性能差,鋰離子擴散速度慢,高倍充放電時,實際的比容量低。
3、磷酸鐵鋰電池的低溫性能差。
4、磷酸鐵鋰電池單個電池的壽命長,在2000次左右,但是磷酸鐵鋰電池組的壽命短,一般在500次左右。
目前,市場上最常見的鋰電池是鋰鈷氧化物(LiCoO2)和錳酸鋰。作為鋰電池的一種,磷酸鐵鋰的主要用途是電力系統(tǒng)領域,如電蒸汽、汽車、軍用航空航天、電動工具和不間斷電源,因其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性能而備受關注,而且使用壽命更長,因此更適合在電力系統(tǒng)領域使用。
(原標題:磷酸鐵鋰電池有哪些優(yōu)點?磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點和缺點詳解)
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