鉅大LARGE | 點擊量：1882次 | 2021年07月23日
詳解磷酸鋰鐵電池的優勢以及其缺點
（1）磷酸鋰鐵電池的優勢
1.LiFePO，電池的標稱電壓是3.2V（穩定的放電平臺）、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V；。
2.比容量大，高效率輸出：標準放電為2~5C、繼續高電流放電可達10C，瞬間脈沖放電（10S）可達20C；
3.工作溫度范圍寬敞（-20℃+75℃），高溫時性能良好：外部溫度65℃時內部溫度則高達95℃，電池放電結束時溫度可達160℃，電池內部結構安全、完好；
4.即使電池內部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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.極好的循環壽命，在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上；（原由：磷酸鐵鋰晶格穩定性好，鋰離子的嵌入和脫出對晶格的影響不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是電子離子傳到率差，不合適大電流的充放電，在使用方面受阻。處理辦法：在電極表面包覆導電材料、摻雜進行電極改性。
6.過放電到零伏也無損壞，零電壓存放7天后電池無泄漏，性能良好，容量為100%；存放30天后，無泄漏、性能良好，容量為98%；存放30天后的電池再做3次充放電循環，容量又恢復到100%。
7.可快速充電，自放電少，無記憶效應：可大電流2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內即可使電池洋溢，起動電流可達2C；
8.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℃）；
9.安全性
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；
10.無記憶效應
11.充電性能
磷酸鐵鋰正極材料的鋰離子電池，可以使用大倍率充電，最快可在1小時內將電池洋溢。
原料來源豐富、價廉，環境友好，不含任何對人體有害的重金屬元素
12、熱穩定性好
磷酸鐵鋰熱穩定性很好，FePO4在210~410C的溫度范圍內放出的熱量僅為210j/g；
LiCoO2充電狀態（CoO2）開始分析出現氧氣的溫度為240℃，放出熱量約為1000j/g
13、循環性能好
由于LiFePO4與FePO4結構相近，鋰離子脫出/嵌入后，LiFePO4晶體結構幾乎不發生重排。
8.低成本；
9.對環境無污染。
（2）磷酸鐵鋰離子電池缺點
國內今朝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、公司甚至是證券公司等市場分解員都看好這一材料，將其作為動力型鋰離子電池的發展方向。分解其原由，緊要有下列兩點：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，歸結起來緊要有以下幾點：
1、在磷酸鐵鋰制備時的燒結過程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質鐵的可能性。單質鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質。這也是日本一直不將該材料作為動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，如振實密度與壓實密度很低，導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。美國阿貢國家試驗室儲能系統中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時候，他用terrible來形容，他們對磷酸鐵鋰型鋰離子電池探測結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，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，設備根本就無法啟動工作。
3、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、電極出產性能不良以及對環境要求苛刻等問題。盡管磷酸鐵鋰中的化學元素Li、Fe與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產品成本并不低，即使去掉前期的研發成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會使得最終單位儲能電量的成本較高。
4、產品一致性差。目前國內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是一個復雜的多相反應，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅體以及還原性氣相。在這一復雜的反應過程中，很難保證反應的一致性。
5、知識產權問題。目前磷酸鐵鋰的基礎專利被美國德州大學所有，而碳包覆專利被加拿大人所申請。這兩個基礎性專利是無法繞過去的，倘若成本中計算上專利使用費的話，那產品成本將會進一步提高。
