磷酸铁锂是一种锂离子电池电极材料,化学式为LiFePO4(简称LFP),主要用于各种锂离子电池。磷酸铁锂具有有序规整的橄榄石型结构,其中的锂离子具有一维可移动性。充放电过程中可以可逆的脱出和嵌入。
磷酸铁锂起步较早,技术发展较为成熟,其核心优势是价格低廉,环境友好、较高的安全性能、较好的结构稳定性与循环性能。劣势在于低温性能差、能量密度低。
磷酸铁锂与磷酸锰铁锂的参数对比
磷酸锰铁锂属于磷酸铁锂与磷酸锰锂混掺的产物,与磷酸铁锂结构相同,均为有序规整的橄榄石型结构。磷酸锰铁锂与磷酸铁锂具有相同的低成本、高安全性能,高热稳定性,针刺、过充不发生自燃,寿命长、安全无爆炸风险的优点,可以说是兼具磷酸铁锂和磷酸锰锂优点,同时还可以弥补了磷酸铁锂能量密度低的短板,因此也被誉为“磷酸铁锂的升级版”。
磷酸铁锂与磷酸锰铁锂的参数对比
1.电池能量密度更大且续航能力更强。
磷酸锰铁锂理论容量与磷酸铁锂相同,为170mAh/g;但磷酸锰铁锂相对于Li/Li的电极电势为4.1V,远高于磷酸铁锂的3.4V,且位于有机电解液体系的稳定电化学窗口,相比磷酸铁锂提升了0.7V,平台电压提升了20%,从而促使在相同体积质量下的磷酸锰铁锂的能量密度从578Wh/kg提升到697Wh/kg。
2. 制造成本更低。
磷酸锰铁锂与磷酸铁锂材料用量的主要区别在于所需锰源的用量变化,每kWh的磷酸铁锂正极需要铁源0.61kg,而每kWh的磷酸锰铁锂正极需要铁源0.13kg+锰源0.38kg。
磷酸锰铁锂的缺陷
磷酸锰铁锂和磷酸铁锂对比,磷酸锰铁锂具有以下缺陷:
1、磷酸锰铁锂的循环寿命较短、充放电能力较差。磷酸锰铁锂中有锰元素的加入,锰的溶出会导致循环寿命变短,充放电能力和寿命变差。
2、磷酸锰铁锂的低电导率导致其容量难以发挥、且与电解质会发生副反应导致其材料的容量难以发挥。
磷酸锰铁锂正极材料电池作为一种实用新型锂电池,代表了电池未来发展的方向。它是迄今为止发明的最理想的动力电池。未来甚至会成为最廉价的动力电池,是电池产业未来发展的核心产品之一。相比其他动力电池有无可比拟的优势。
3、 磷酸锰铁锂技术升级不及预期:现有的纳米化、离子掺杂、碳包覆等改性技术对磷酸锰铁锂电化学性能提升有限,实际能量密度与磷酸铁锂尚有差距,如果技术无法持续升级,可能导致推广低于预期。2) 磷酸锰铁锂成本下降不及预期:目前工业化普遍采用的高温固相法产品性能较差难以实现对磷酸铁锂的替代,水热法生产产品性能优越但设备成本较高,若成本下降幅度低于预期,可能导致实际商用化应用受限。3) 颠覆性技术突破:如富锂锰基正极、固态电池等技术出现颠覆性突破,可能会取代磷酸锰铁锂实现对现有产品的替代。
锂电池产业链
来源:上海锦町新材料科技整理自网络
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振实密度与压实密度低;低温性能较差;电池容量较小;同样的电池容量,磷酸铁锂电池的重量更重体积更大;严重影响了电动车的续航。另外,磷酸铁锂电池报废后基本上不能回收再利用,没有可回收价值。
一、优点:
1、安全性能的改善:磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,快她元斯拉或四者入治吧因此拥有良好的安全性。
2、寿命的改善:磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。
二、缺点:
1、磷酸铁锂电池正极的振实密度小,密度一般在0.8到1.3左右。体积大。
掌装兵纸杆玉2、在磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路。
磷酸铁锂电池原理及构造:
1、商品化的磷酸铁锂电池一般由以下部分构成:正极材料(磷酸铁锂)、负极材料(石墨)、染序钢课威同时还有作为正极负集流体的铝箔(正)、铜箔(负),正负极极耳(即从集流体引出)。
2、还有隔膜、电解液、铝塑宪将怎膜,电池保护板。采用的是卷绕式,制成18650型电池。
3、原理就是当放电的时候,Li离子从负极迁移到正极;而充电时,Li离子从正极迁移到负极院脱很情冲反赵普,是一个摇椅式电帮判零顶垂蛋件群绍池。