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磷酸铁锂电池有哪些利弊?

2025-09-15 15:57 发布

磷酸铁锂电池的优点包括:

1. 寿命长:循环寿命超过2000次,同等条件下,磷酸铁锂电池可使用7-8年。

2. 使用安全:磷酸铁锂电池经过严格的安全测试,即使在旅行事故中,也不一定会爆炸。

3. 快速充电:使用专用充电器,电池可以在1.5C下充满电40分钟。

4. 耐高温:磷酸铁锂电池的热风值可以达到350到500摄氏度。

5. 容量大:磷酸铁锂电池没有记忆效应。

6. 环保无毒无污染:原料来源广泛,价格低廉。

然而,磷酸铁锂电池也存在一些缺点:

1. 在磷酸亚铁锂制备的烧结过程中,氧化铁在高温还原气氛中可能被还原为单质铁。简单的铁会导致电池微短路,这是电池中最忌讳的物质。这也是日本没有使用这种材料作为动力锂离子电池负极材料的关键原因。

2. 磷酸亚铁锂存在振实密度低、压实密度低等性能缺陷,影响了锂离子电池的低能量密度。低温性能差,即使进行纳米化和碳包覆,也无法解决这个问题。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任唐·希莱布兰德博士在谈到磷酸铁锂电池的低温性能时,用可怕来形容。他们对磷酸亚铁锂锂离子电池的测试结果表明,磷酸铁锂电池在低温(0℃以下)下无法驱动电动汽车。虽然有厂家声称磷酸铁锂电池低温下容量维持率良好,但是在低放电电流、低放电截止电压的条件下。在这种情况下,设备根本无法开始工作。

3. 材料制造成本高于电池,电池成品率低,一致性差。磷酸亚铁锂和碳涂层的纳米化虽然改善了材料的电化学性能,但也带来了能量密度降低、合成成本增加、电极生产加工性能差以及对环境要求苛刻等问题。虽然磷酸亚铁锂中的化学元素锂、铁、磷含量丰富,成本较低,但制得的磷酸亚铁锂产品成本不低。即使去掉前期的研发成本,这种材料的工艺成本加上更高的制备电池的成本,也会使得最终的单位储能成本更高。

4. 产品一致性差。目前国内还没有磷酸亚铁锂材料厂能够解决这个问题。从材料制备的角度来看,磷酸亚铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,包括固相磷酸盐、氧化铁和锂盐、加碳前驱体和还原气相。在这个复杂的反应过程中,很难保证反应的一致性。

5. 关于知识产权的问题。现在磷酸亚铁锂的基础专利归美国德克萨斯大学所有,而碳包覆专利由加拿大人申请。这两项基础专利是绕不过去的。如果成本中包含特许权使用费,产品成本将进一步增加。

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