磷酸鐵鋰電池正極材料的優缺點和重要性
來源：存能電氣 日期：2019-04-02 14:33 瀏覽量：次
磷酸鐵鋰電池正極材料的優缺點和重要性.隨著哥本哈根會議的結束，減排、低碳成為了當前的熱點詞匯。中國政府在會上做出了一個明確的減排目標，因此，磷酸鐵鋰電池的發展前景非常開闊。然而您了解磷酸電池嗎?知道磷酸鐵鋰電池正極材料的優缺點嗎?今天存能電氣小編就帶您了解一下。
什么是磷酸鐵鋰電池及其特點?
磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池，由于其性能特別適合于動力方面的應用，因而也有人叫它“鋰鐵動力電池”。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、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鋰離子電池使用的正極材料。
磷酸鐵鋰電池是一種新型鋰離子電池電極材料，是性能卓越的新一代綠色高能電池，已成為高新技術發展的重點之一。它的特點是高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應、體積小、內阻小、自放電少、循環次數多，價格低廉，無毒性，不會造成環境污染。因其上述特點，磷酸鐵鋰電池已應用到移動電話、筆記本電腦、攝像機、數碼相機等眾多民用及軍事領域。世界各國正競相實現產業化生產。但是其能量密度低，影響電容量。
目前主要的生產方法為高溫固相合成法，產品指標比較穩定。目前鋰離子電池還是以小容量、低功率電池為主。
磷酸鐵鋰電池的材料有哪些?
磷酸鐵鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰、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鋰離子電池使用的正極材料。
磷酸鐵鋰電池正極的性能優點
1.高能量密度：其理論比容量為170mAh/g，產品實際比容量可超過140mAh/g(0.2C,25°C);
2.安全無污染：是目前最安全的鋰離子電池正極材料;不含任何對人體有害的重金屬元素;符合歐洲RoHS規定，為絕對的綠色環保電池證;
3.壽命長：在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上;磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關，使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產生極大不良隱患;
4.充電性能：磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池，可以使用大倍率充電，最快可在1小時內將電池充滿;
5.重量輕:同等規格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3;
磷酸鐵鋰電池正極材料的缺點
當然，一種材料是否具有應用發展潛力，除了關注其優點外，該材料是否具有根本性的缺陷也至關重要。
國內目前普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機構、企業甚至是證券公司等市場分析員都看好這一材料，將其作為動力型鋰離子電池的發展方向。分析其原因，主要有下列兩點：首先是受到美國研發方向的影響，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。其次是國內一直沒有制備出可供動力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環與儲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，歸結起來主要有以下兩點：
1、導電性差。這個問題是其最關鍵的問題。磷酸鐵鋰電池之所以還沒有大范圍的應用，這是一個主要的問題。但是，這個問題目前已經可以得到完美的解決：就是添加C或其它導電劑。實驗室報道可以達到160mAh/g以上的比容量。
2、振實密度較低。一般只能達到1.3-1.5g/ml，低的振實密度可以說是磷酸鐵鋰的最大缺點。這一缺點決定了它在小型電池如手機電池等沒有優勢。即使它的成本低，安全性能好，穩定性好，循環次數高，但如果體積太大，也只能小量的取代鈷酸鋰。這一缺點在動力電池方面不會突出。因此，磷酸鐵鋰主要是用來制作動力電池。
磷酸鐵鋰電池正極材料的發展前景
從長期來看，中國發展低碳經濟是必然的選擇。在此大的背景下相當一部分行業為了保持相對平穩的經濟增長，必然要尋求減排技術上的重大突破。因此未來中國新能源領域需要技術上取得突破性的進展才能完成2020年的減排指標。
對于一些發達國家來說，由于他們的能源結構相對“清潔”，低碳與節能關聯比較密切。基于中國目前所處的城市化與工業化共同推進的經濟發展階段，其能源需求具有明顯的剛性特征，即與經濟快速發展同步增長的高能源電力需求。對于中國以煤為主的能源結構，降低單位GDP碳強度很大程度上就是通過增加清潔能源，減少單位GDP煤炭消費量，這就需要改變當前國內現有能源結構，發展新能源結構。
因此，隨著低碳經濟技術、清潔能源技術等新技術的推廣與應用，GDP的增加將不完全與碳排放成比例，同時為進一步實現中國減排目標提供有力支撐。
綜上所述，國內磷酸鐵鋰電池材料具有廣闊的市場空間，同時對于鋰離子電池的快速發展是一次難得的機遇。雖然發展中仍存在諸多問題，但是相信不久的將來，通過各企業的共同努力，一定能促進中國磷酸鐵鋰電池行業的長足發展。
