磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢

　　1.良好的高溫性能

　　磷酸鐵鋰的電熱峰值可達350-500,，而錳酸鋰和鈷酸鋰僅為200左右。工作溫度范圍寬(-20-75),，電加熱峰值在磷酸鐵鋰可達350-500,，而在錳酸鋰和鈷酸鋰僅為200左右。

　　2.安全性能的改進

　　磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)定,，不易分解,。即使在高溫或過度充電的情況下，它也不會像鈷酸鋰,，那樣塌陷,、發(fā)熱或形成強氧化性物質(zhì)，因此具有良好的安全性,。據(jù)報道,，在實踐中，針灸或短路實驗中發(fā)現(xiàn)少量樣品燃燒,，但沒有發(fā)生爆炸,。在過充實驗中，用大大超過自身放電電壓的高壓充電,，發(fā)現(xiàn)仍有爆炸,。盡管如此，與普通液體電解質(zhì)鈷酸鋰電池相比,，它的過充電安全性已大大提高,。

　　3.使用壽命的提高

　　磷酸鐵鋰電池是指以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池。

　　長壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命約為300次,，最高為500次,，而磷酸鐵鋰動力電池的循環(huán)壽命超過2000次，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時率)可達2000次,。同等質(zhì)量的鉛酸電池為“新半年,、舊半年、維護半年”,，最多需要1~1.5年，而磷酸鐵鋰電池在同等條件下使用理論壽命可達7~8年,。綜合考慮,，性價比理論上是鉛酸電池的4倍以上,。大電流放電可以在2C的大電流下快速充放電。在專用充電器下,，電池在1.5C充電后40分鐘內(nèi)即可充滿電,，啟動電流可達2 C，而鉛酸電池則無此性能,。

　　4.大容量

　　當(dāng)電池總是在滿放電的情況下工作時,，容量會迅速低于額定容量。這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng),。比如鎳氫,、鎳鎘電池有記憶，但磷酸鐵鋰電池沒有這種現(xiàn)象,。無論電池處于什么狀態(tài),，都可以在充電時使用，充電前不需要放電,。

　　5.輕量

　　同規(guī)格同容量的磷酸鐵鋰電池體積是鉛酸電池的2/3,，重量是鉛酸電池的1/3。

　　6.環(huán)境保護

　　磷酸鐵鋰電池一般被認(rèn)為不含任何重金屬和稀有金屬(鎳氫電池需要稀有金屬),，無毒(通過SGS認(rèn)證),，無污染，符合歐洲,，的RoHS法規(guī),，絕對是綠色電池證書。所以鋰電池之所以受到業(yè)界青睞,，主要是出于環(huán)?？紤]。因此,，該電池被列入“十五”期間“863”國家高新技術(shù)發(fā)展規(guī)劃,，成為國家支持和鼓勵的重點項目。隨著中國加入世貿(mào)組織,，中國電動自行車的出口量將迅速增加,，而進入美， 歐的電動自行車已被要求配備無污染的電池,。但有專家表示,，鉛酸蓄電池造成的環(huán)境污染主要發(fā)生在企業(yè)不規(guī)范的生產(chǎn)過程和回收過程中。同理,，鋰電池屬于新能源產(chǎn)業(yè),，但也無法避免重金屬污染。鉛,、砷,、鎘,、汞、鉻等,。在金屬材料加工過程中可能會釋放到灰塵和水中,。電池本身就是一種化學(xué)物質(zhì)，所以可能存在兩種污染：一種是生產(chǎn)工程中工藝排泄物的污染,；二,、報廢后電池污染。

      磷酸鐵鋰電池的缺點

　　如低溫性能差,，正極材料振實密度低,，同等容量的磷酸鐵鋰電池體積大于鋰離子電池如鈷酸鋰，因此在微型電池中沒有優(yōu)勢,。當(dāng)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的問題,。

　　1.在燒結(jié)過程中,，在制備磷酸鐵鋰，氧化鐵的過程中,，可以在高溫還原氣氛下還原成單質(zhì)鐵,。單質(zhì)鐵會引起電池微短路，這是電池中最忌諱的物質(zhì),。這也是日本沒有使用這種材料作為動力鋰離子電池負(fù)極材料的主要原因,。

　　目前，我國廣泛選擇磷酸鐵鋰作為動力鋰離子電池的負(fù)極材料,，市場分析員看好這種來自政府,、科研機構(gòu)、企業(yè)乃至證券公司的材料作為動力鋰離子電池的發(fā)展方向,。原因如下：第一,，受美國，化合價研發(fā)方向的影響,，美國A123公司率先采用磷酸鐵鋰作為鋰離子電池負(fù)極材料,。其次，我國還沒有制備出具有良好高溫循環(huán)和儲存性能的動力鋰離子電池用錳酸鋰材料,。然而,，磷酸鐵鋰也有不可忽視的根本缺陷；

　　2.磷酸鐵鋰存在一些性能缺陷,，如振實密度低,、致密密度大，導(dǎo)致鋰離子電池能量密度低。低溫性能差,，甚至納米化和碳包覆都沒有解決這個問題,。當(dāng)談到磷酸鐵鋰電池的低溫性能時，美國,， 阿貢國家實驗室儲能系統(tǒng)中心主任唐希萊布蘭德博士稱之為“可怕”。磷酸鐵鋰鋰離子電池測試結(jié)果表明,，磷酸鐵鋰電池在低溫(0以下)下無法驅(qū)動電動汽車,。雖然有廠家聲稱磷酸鐵鋰電池低溫下容量保持率好，但是是在放電電流小,，放電截止電壓低的情況下,。在這種情況下，設(shè)備根本無法開始工作,。

　　3.材料制備成本和電池制造成本高,，電池成品率低，一致性差,。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆雖然提高了材料的電化學(xué)性能,，但也帶來了其他問題，如能量密度降低,、合成成本增加,、電極加工性能差和環(huán)境要求嚴(yán)格等。雖然的化學(xué)元素鋰,、鐵,、磷含量豐富，成本較低,，但制得的產(chǎn)品成本不低,。即使去掉之前的研發(fā)成本，這種材料的工藝成本加上更高的制備電池的成本,，也會使得最終的單位儲能成本更高,。產(chǎn)品一致性差。目前國內(nèi)還沒有磷酸鐵鋰材料廠能解決這個問題,。從材料制備的角度來看,，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個復(fù)雜的多相反應(yīng)，包括固體磷酸鹽,、氧化鐵和鋰鹽,，外加碳前驅(qū)體和還原氣相。在這個復(fù)雜的反應(yīng)過程中,，很難保證反應(yīng)的一致性,。

　　4.知識產(chǎn)權(quán)。目前磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利歸美國， 德州大學(xué)所有,，碳涂層專利由加拿大人申請,。這兩項基本專利是不能繞過的。如果在成本中計算專利使用費,，產(chǎn)品成本會進一步增加,。

　　此外，從開發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗來看,，日本是第一個將鋰離子電池商業(yè)化的國家,，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場。雖然美國在一些基礎(chǔ)研究方面領(lǐng)先,，但迄今為止還沒有大規(guī)模的鋰離子電池制造商,。因此，日本選擇改性錳酸鋰作為動力鋰離子電池負(fù)極材料更為合理,。即使在美國,，使用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動力鋰離子電池負(fù)極材料的制造商也占到了一半，聯(lián)邦政府也支持這兩種系統(tǒng)的研發(fā),。鑒于上述問題,，磷酸鐵鋰難以在新能源汽車等領(lǐng)域廣泛用作動力鋰離子電池的負(fù)極材料。如果能解決錳酸鋰的高溫循環(huán)和儲存性能差的問題,，它將以其低成本和高倍率性能的優(yōu)勢在動力鋰離子電池中具有巨大的潛力,。