鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1271次 | 2021年07月26日
磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰離子電池有什么缺點(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緊要原由。
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。
3、振實(shí)密度較低。一般只能達(dá)到0.8-1.3,低的振實(shí)密度可以說是磷酸鐵鋰的最大缺點(diǎn)。但這一缺點(diǎn)在動(dòng)力鋰離子電池方面不會(huì)突出。因此,磷酸鐵鋰緊要是用來制作動(dòng)力鋰離子電池。
4.磷酸鐵鋰離子電池低溫性能差。在0℃時(shí)的容量保持率約60~70%,-10℃時(shí)為40~55%,-20℃時(shí)為20~40%。這樣的低溫性能顯然不能滿足動(dòng)力電源的使用要求。當(dāng)前一些廠家通過改進(jìn)電解液體系、改進(jìn)正極配方、改進(jìn)材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升。
4、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)使得最終單位儲能電量的成本較高。
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%
5、產(chǎn)品一致性差。目前國內(nèi)還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠處理這一問題。從材料制備角度來說,磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽,外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過程中,很難保證反應(yīng)的一致性。
6、知識產(chǎn)權(quán)問題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專利申請?jiān)?993年六月二十五日由FXMITTERMAIERSOEHNEOHG(DE)獲得,并于同年八月十九日公布申請結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利被美國德州大學(xué)所有,而碳包覆專利被加拿大人所申請。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專利是無法繞過去的,倘若成本中計(jì)算上專利使用費(fèi)的話,那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。