电池之都关于磷酸铁锂电池的优势及缺陷

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电池之都关于磷酸铁锂电池的优势及缺陷

电池之都关于磷酸铁锂电池的优势及缺陷:


锂离子动力电池的功能首要取决于正负极资料,磷酸铁锂作为锂动力电池资料是近几年才出现的事,国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。


其安全功能与循环寿数是其它资料所无法比较的,这些也正是动力电池最重要的技能指标。1C充放循环寿数达2000次。


单节电池过充电压30V不燃烧,穿刺不爆破。磷酸铁锂正极资料做出大容量锂离子电池更易串联运用。以满意电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全功能好、原资料来源广泛、价格便宜,寿数长等优点,是新一代锂离子电池的抱负正极资料。


本项目归于高新技能项目中功能功能源资料的开发,是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技能产业开展规划重点支撑的范畴。


磷酸铁锂动力电池组:


一、磷酸铁锂电池优势

磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的,现在首要方向是动力电池,相对NI-H,Ni-Cd电池有很大优势。


磷酸铁锂动力电池七大优势

1、超长寿数。长寿数铅酸电池的循环寿数在300次左右,最高也就500次,而山东海霸能源集团有限公司出产的磷酸铁锂动力电池,循环寿数到达2000次以上,规范充电(5小时率)运用,可到达2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、保护保护又半年”,最多也就1—1。5年时间,而磷酸铁锂电池在相同条件下运用,将到达7-8年。综合考虑,功能价格比将为铅酸电池的4倍以上。


2、运用安全。磷酸铁锂完全处理了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题,钴酸锂和锰酸锂在激烈的碰撞下会发生爆破,对顾客的生命安全构成威胁,而磷酸铁锂已经过严格的安全测验,即便在最恶劣的交通事故中也不会发生爆破。


3、可大电流。2C快速充放电,在专用充电器下,1。5C充电40分钟内即可使电池充溢,起动电流可达2C,而铅酸电池现在无此功能。


4、耐高温。磷酸铁锂电热峰值可达350℃—500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。


5、大容量。


6、无回忆效应。


7、绿色环保。


二、磷酸铁锂电池的缺陷及改进措施

磷酸铁锂电池也有其缺陷:例如磷酸铁锂正极资料的振实密度较小,等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池,因此在微型电池方面不具有优势。 


导电性差、锂离子分散速度慢。高倍率充放电时,实践比容量低,这个问题是制约磷酸铁锂产业开展的一个难点。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用,这是一个首要的问题。可是,导电性差现在已经得到比较完美的处理:便是添加C或其它导电剂。现在在实践出产过程中经过在前驱体添加有机碳源和高价金属离子联合掺杂的办法来改进资料的导电性(A123、烟台卓能正选用这种办法),研究表明,磷酸铁锂的电导率提高了7个数量级,使磷酸铁锂具备了和钴酸锂附近的电导特性。


实验室报导当0.1C充放电时,可以到达165mAh/g以上的比容量,实践到达135-145mAh/g,基本挨近钴酸锂的水平;可是锂离子分散速度慢的问题到现在依然没有得到较好的处理,现在采取的处理方案首要有纳米化LiFePO4晶粒,然后减少锂离子在晶粒中的分散距离,再者便是掺杂改进锂离子的分散通道,后一种办法看起来效果并不明显。纳米化已经有较多的研究,可是难以应用到实践的工业出产中,现在只要A123宣称掌握了LiFePO4的纳米化产业技能。


振实密度较低。一般只能到达0。8-1。3,低的振实密度可以说是磷酸铁锂的很大缺陷。一切磷酸铁锂正极资料决议了它在小型电池如手机电池等范畴没有优势,所以其运用范围遭到必定程度的限制。即便它的成本低,安全功能好,稳定性好,循环次数高,但假如体积太大,也只能小量的替代钴酸锂。但这一缺陷在动力电池方面不会突出。因此,磷酸铁锂首要是用来制造动力电池。


磷酸铁锂电池低温功能差。尽管人们经过各种办法(例如锂位、铁位、乃至磷酸位的掺杂改进离子和电子导电功能,经过改进一次或二次颗粒的粒径及描摹操控有用反应面积、经过参加额外的导电剂添加电子导电性等)改进磷酸铁锂的低温功能,可是磷酸铁锂资料的固有特点,决议其低温功能劣于锰酸锂等其他正极资料。


一般情况下,关于单只电芯(注意是单只而非电池组,关于电池组而言,实测的低温功能可能会略高,这与散热条件有关)而言,其0℃时的容量坚持率约60~70%,-10℃时为40~55%,-20℃时为20~40%。这样的低温功能明显不能满意动力电源的运用要求。


当前一些厂家经过改进电解液体系、改进正极配方、改进资料功能和改进电芯结构设计等使磷酸铁锂的低温功能有所提高,但还未真实满意需求。


电池存在共同性问题。单体磷酸铁锂电池寿数现在超越2000次,但电池组的寿数会大打折扣,有可能是500次。因为电池组是由大量单体电池串并而成,其工作状态好比一群人用绳子绑在一起跑步,即便每个人都是短跑健将,假如大家的动作共同性不高,部队就跑不快,全体速度乃至比跑得最慢的单个选手的速度还要慢。


电池组同理,只要在电池功能高度共同时,寿数发挥才能挨近单体电池的水平。而在现有的条件下,由于种种原因,制造出来的电池共同性不佳,进而影响到电池的运用功能和全体寿数,因此应用在动力汽车上存在必定妨碍。

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