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磷酸鐵鋰電池有哪些優點?磷酸鐵鋰電池的優點和缺點詳解

時間:2022-11-20   訪問量:1990

磷酸鐵鋰電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”。

磷酸鐵電池屬于池的一種,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缺點。

磷酸鐵鋰電池的優點

1、安全性能的改善

磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固,難以分解,即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結構崩塌發熱或是形成強氧化性物質,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現有小部分樣品出現燃燒現象,但未出現一例爆炸事件,而過充實驗中使用大大超出自身放電電壓數倍的高電壓充電,發現依然有爆炸現象。雖然如此,其過充安全性較之普通液態電解液鈷酸鋰電池,已大有改善。

2、壽命的改善

長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動力電池,循環壽命達到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象,電池無論處于什么狀態,可隨充隨用,無須先放完再充電。

6、重量輕

同等規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規定,為絕對的綠色環保電池證。所以鋰電池之所以被業界看好,主要是環??剂?,因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發展計劃,成為國家重點支持和鼓勵發展的項目。

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展潛力,除了關注其優點外,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,因其優良的結構穩定性、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領域使用。


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