鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:759次 | 2023年06月08日
為何會(huì)選用磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的正極材料?
磷酸鐵鋰離子電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料重要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。
一種材料是不是具有使用發(fā)展?jié)摿Γ岁P(guān)注其優(yōu)勢外,更為關(guān)鍵的是該材料是不是具有根本性的缺陷。
國內(nèi)今朝普遍選擇磷酸鐵鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料,從政府、科研機(jī)構(gòu)、公司甚至是證券公司等市場分解員都看好這一材料,將其作為動(dòng)力型鋰離子電池的發(fā)展方向。分解其原由,重要有下列兩點(diǎn):首先是受到美國研發(fā)方向的影響,美國Valence與A123公司最早采用磷酸鐵鋰做鋰離子電池的正極材料。其次是國內(nèi)一直沒有制備出可供動(dòng)力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能的錳酸鋰材料。但磷酸鐵鋰也存在不容忽視的根本性缺陷,歸結(jié)起來重要有以下幾點(diǎn):
1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過程中,氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路,是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的重要原由。
2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒有處理這一問題。美國阿貢國家試驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時(shí)候,他用terrible來形容,他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池探測結(jié)果聲明聲明磷酸鐵鋰離子電池在低溫下(0℃以下)無法使電動(dòng)汽車行駛。盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò),但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下,設(shè)備根本就無法啟動(dòng)工作。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3、材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能,但是也帶來了其它問題,如能量密度的降低、合成成本的提高、電極出產(chǎn)性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li,F(xiàn)e與P很豐富,成本也較低,但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低,即使去掉前期的研發(fā)成本,該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本,會(huì)使得最終單位儲(chǔ)能電量的成本較高。
1:標(biāo)稱電壓不同鉛酸蓄電池單體標(biāo)稱電壓:2.0V鋰電單體標(biāo)稱電壓:3.6V
2:內(nèi)部材料不同鉛酸蓄電池正負(fù)極為氧化鉛、金屬鉛、電解液為濃硫酸鋰電正負(fù)極為鈷酸鋰/磷酸鐵鋰/錳酸鋰、石墨、有機(jī)電解液
3:能量不同鉛酸蓄電池30WH/KG鋰離子電池150WH/KG
4:使用場合不同鉛酸蓄電池:汽車啟動(dòng),電動(dòng)汽車電池鋰離子電池:手機(jī),電腦,電動(dòng)工具,今朝也用于電動(dòng)汽車電池
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
5:電特性不同鉛酸蓄電池不能大電流放電,壽命短鋰離子電池可以大電流放電,壽命好。
另外的差別還有下面的表現(xiàn):
1、耐用性:鉛酸蓄電池一般深充深放電300次以內(nèi),有記憶,壽命在兩年左右。并且鉛酸蓄電池內(nèi)有液體,消耗一段時(shí)間后,假如發(fā)現(xiàn)電池發(fā)燙或者充電時(shí)間變短,就要補(bǔ)充液體;鋰離子電池耐用性較強(qiáng),消耗慢,充放超過500次,并且無記憶,一般壽命在45年。
2、體積、質(zhì)量方面:一般鉛酸蓄電池重量是1630公斤,體積較大;鋰離子電池一般在2.53公斤,體積相對(duì)較小,所以騎行輕便、搬運(yùn)方便。
3、價(jià)格、質(zhì)保期方面:目前市場上主流電池是48伏,假如更換的話,鉛酸蓄電池450元左右,質(zhì)保期為1年;鋰離子電池價(jià)格相對(duì)較貴,要1000元左右,但是質(zhì)保期為兩年。
4、行駛公里:同樣是48伏的電池,在洋溢電的情況下,鉛酸蓄電池和鋰離子電池的電動(dòng)汽車都可以行駛3040公里。速度重要取決于所使用的電機(jī)大小。
5、電池容量:鉛酸蓄電池容量為20安左右;鋰離子電池容量為810安。
6、環(huán)保:鉛酸蓄電池在加工過程中存在污染,假如回收不當(dāng)也可能造成污染;鋰離子電池則相對(duì)綠色環(huán)保。