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磷酸鐵鋰電池的一些知識(shí)分享

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年07月26日  

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。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(shù)鋰離子電池使用的正極材料。從材料的原理上講,磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過(guò)程,這一原理與鈷酸鋰,錳酸鋰完全相同。

1.介紹

磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電池,一個(gè)主要用途是用作動(dòng)力電池,相對(duì)NI-MH、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢(shì)。

磷酸鐵鋰電池充放電效率較高,倍率放電情況下充放電效率可達(dá)90%以上。而鉛酸電池約為80%。

2.八大優(yōu)勢(shì)

安全性能的改善

磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分解,即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì),因此擁有良好的安全性。有報(bào)告指出,實(shí)際操作中針刺或短路實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有小部分樣品出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象,但未出現(xiàn)一例爆炸事件,而過(guò)充實(shí)驗(yàn)中使用大大超出自身放電電壓數(shù)倍的高電壓充電,發(fā)現(xiàn)依然有爆炸現(xiàn)象。雖然如此,其過(guò)充安全性較之普通液態(tài)電解液鈷酸鋰電池,已大有改善。

壽命的改善

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。

長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右,最高也就500次,而磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上,標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用,可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”,最多也就1~1.5年時(shí)間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用,理論壽命將達(dá)到7~8年。綜合考慮,性能價(jià)格比理論上為鉛酸電池的4倍以上。大電流放電可大電流2C快速充放電,在專(zhuān)用充電器下,1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿(mǎn),起動(dòng)電流可達(dá)2C,而鉛酸電池?zé)o此性能。

高溫性能好

磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20C--+75C),有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。

大容量

具有比普通電池(鉛酸等)更大的容量。5AH-1000AH(單體)

無(wú)記憶效應(yīng)

可充電池在經(jīng)常處于充滿(mǎn)不放完的條件下工作,容量會(huì)迅速低于額定容量值,這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性,而磷酸鐵鋰電池?zé)o此現(xiàn)象,電池?zé)o論處于什么狀態(tài),可隨充隨用,無(wú)須先放完再充電。

重量輕

同等規(guī)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。

環(huán)保

該電池一般被認(rèn)為是不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬),無(wú)毒(SGS認(rèn)證通過(guò)),無(wú)污染,符合歐洲RoHS規(guī)定,為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證。所以鋰電池之所以被業(yè)界看好,主要是環(huán)保考量,因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃,成為國(guó)家重點(diǎn)支持和鼓勵(lì)發(fā)展的項(xiàng)目。隨著中國(guó)加入WTO,中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)的出口量將迅速增大,而進(jìn)入歐美的電動(dòng)自行車(chē)已要求配備無(wú)污染電池。

但有專(zhuān)家表示,鉛酸電池造成的環(huán)境污染,主要發(fā)生在企業(yè)不規(guī)范的生產(chǎn)過(guò)程和回收處理環(huán)節(jié)。同理,鋰電池屬于新能源行業(yè)不錯(cuò),但它也不能避免重金屬污染的問(wèn)題。金屬材料加工中有鉛、砷、鎘、汞、鉻等都有可能會(huì)釋放到灰塵和水中。電池本身就是一種化學(xué)物質(zhì),所以有可能會(huì)產(chǎn)生兩種污染:一是生產(chǎn)工程中的工藝排泄物污染;二是報(bào)廢以后的電池污染。

磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn):例如低溫性能差,正極材料振實(shí)密度小,等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池,因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì)。而用于動(dòng)力電池時(shí),磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣,需要面對(duì)電池一致性問(wèn)題。

動(dòng)力電池的對(duì)比

目前最有希望應(yīng)用于動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料主要有改性錳酸鋰(LiMn2O4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)和鎳鈷錳酸鋰(Li(Ni,Co,Mn)O2)三元材料。鎳鈷錳酸鋰三元材料由于鈷的資源缺乏與鎳、鈷成高和價(jià)格波動(dòng)大等原因,普遍認(rèn)為很難成為電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力型鋰離子電池的主流,但可以與尖晶石錳酸鋰在一定范圍內(nèi)混合使用。

行業(yè)應(yīng)用

涂碳鋁箔為鋰電產(chǎn)業(yè)帶來(lái)技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)提升

提升鋰電產(chǎn)品性能,改善放電倍率

隨著國(guó)內(nèi)電池廠(chǎng)商對(duì)電池性能要求的日益提高,國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同新能源電池材料:導(dǎo)電材料&導(dǎo)電涂層鋁箔/銅箔。

其優(yōu)勢(shì)在于:在處理電池材料的時(shí)候,常擁有高倍率充放電性能好,較大比容量,但循環(huán)穩(wěn)定性較差,衰減較為嚴(yán)重等原因,不得不做取舍放棄。

這是個(gè)神奇的涂層,將電池的性能提高,帶入新紀(jì)元。

導(dǎo)電涂層是由分散好的納米導(dǎo)電石墨包覆顆粒等所組成。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能,是一層保護(hù)能量吸收層。它也能提供好的遮蓋防護(hù)性能。涂層有水性的和溶劑性的,能應(yīng)用在鋁片,銅片,不銹鋼,鋁和鈦雙極板上。

涂碳涂層對(duì)鋰電池的性能帶來(lái)以下提升

1.降低電池內(nèi)阻,抑制充放電循環(huán)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅;

2.顯著提高電池組的一致性,降低電池組成本;

3.提高活性材料和集流體的粘接附著力,降低極片制造成本;

4.減小極化,提高倍率性能,減低熱效應(yīng);

5.防止電解液對(duì)集流體的腐蝕;

6.綜合因子進(jìn)而延長(zhǎng)電池使用壽命。

7.涂層厚度:常規(guī)單面厚1~3μm。

日本和韓國(guó)近幾年主要開(kāi)發(fā)以改性錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰三元材料為正極材料的動(dòng)力型鋰離子電池,如豐田和松下合資成立的PanasonicEV能源公司、日立、索尼、新神戶(hù)電機(jī)、NEC、三洋電機(jī)、三星以及LG等。美國(guó)主要開(kāi)發(fā)以磷酸鐵鋰為正極材料的動(dòng)力型鋰離子電池,如A123系統(tǒng)公司、Valence公司,但美國(guó)的主要汽車(chē)廠(chǎng)家在其PHEV與EV中卻選擇錳基正極材料體系動(dòng)力型鋰離子電池,并且據(jù)說(shuō)美國(guó)A123公司在考慮進(jìn)軍錳酸鋰材料領(lǐng)域,而德國(guó)等歐洲國(guó)家主要采取和其它國(guó)家電池公司合作的方式發(fā)展電動(dòng)汽車(chē),如戴姆勒奔馳和法國(guó)Saft聯(lián)盟、德國(guó)大眾與日本三洋協(xié)議合作等。目前德國(guó)的大眾汽車(chē)和法國(guó)的雷諾汽車(chē)在本國(guó)政府的支持下也正在研發(fā)和生產(chǎn)動(dòng)力型鋰離子電池。

3.缺點(diǎn)

一種材料是否具有應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Γ岁P(guān)注其優(yōu)點(diǎn)外,更為關(guān)鍵的是該材料是否具有根本性的缺陷。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料,從政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)甚至是證券公司等市場(chǎng)分析員都看好這一材料,將其作為動(dòng)力型鋰離子電池的發(fā)展方向。分析其原因,主要有下列兩點(diǎn):首先是受到美國(guó)研發(fā)方向的影響,美國(guó)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(guó)內(nèi)一直沒(méi)有制備出可供動(dòng)力型鋰離子電池使用的具有良好高溫循環(huán)與儲(chǔ)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(jié)起來(lái)主要有以下幾點(diǎn):

1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)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主要原因。

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(méi)有解決這一問(wèn)題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)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(lái)形容,他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰電池在低溫下(0℃以下)無(wú)法使電動(dòng)汽車(chē)行駛。盡管也有廠(chǎng)家宣稱(chēng)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(wú)法啟動(dòng)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(xué)性能,但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題,如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)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(chǔ)能電量的成本較高。

4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠(chǎng)能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō),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(guò)程中,很難保證反應(yīng)的一致性。

5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得,并于同年8月19日公布申請(qǐng)結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利被美國(guó)德州大學(xué)所有,而碳包覆專(zhuān)利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專(zhuān)利是無(wú)法繞過(guò)去的,如果成本中計(jì)算上專(zhuān)利使用費(fèi)的話(huà),那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。

此外,從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國(guó)家,并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。而美國(guó)盡管在一些基礎(chǔ)研究上領(lǐng)先,但是到目前為止還沒(méi)有一家大型鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)。因此,日本選擇改性錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料更有其道理。即使是在美國(guó),利用磷酸鐵鋰和錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的廠(chǎng)家也是各占一半,聯(lián)邦政府也是同時(shí)支持這兩種體系的研發(fā)。鑒于磷酸鐵鋰存在的上述問(wèn)題,很難作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料在新能源汽車(chē)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。如果能夠解決錳酸鋰存在的高溫循環(huán)與儲(chǔ)存性能差的難題,憑借其低成本與高倍率性能的優(yōu)勢(shì),在動(dòng)力型鋰離子電池中的應(yīng)用將有巨大的潛力。

4.工作原理與特點(diǎn)磷酸鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池,這名字太長(zhǎng),簡(jiǎn)稱(chēng)為磷酸鐵鋰電池。由于它的性能特別適于作動(dòng)力方面的應(yīng)用,則在名稱(chēng)中加入“動(dòng)力”兩字,即磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。也有人把它稱(chēng)為“鋰鐵(LiFe)動(dòng)力電池”。

意義

截止本人增補(bǔ)此詞條(2013年4月24日),金屬交易市場(chǎng),鈷(Co)最貴,并且存儲(chǔ)量不多,鎳(Ni)、錳(Mn)較便宜,而鐵(Fe)最便宜。正極材料的價(jià)格也與這些金屬的價(jià)格行情一致。因此,采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。它的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

作為充電電池的要求是:容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流充放電、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中安全(不會(huì)因過(guò)充電、過(guò)放電及短路等操作不當(dāng)而引起燃燒或爆炸)、工作溫度范圍寬、無(wú)毒或少毒、對(duì)環(huán)境無(wú)污染。采用LiFePO4作正極的磷酸鐵鋰電池在這些性能要求上都不錯(cuò),特別在大放電率放電(5~10C放電)、放電電壓平穩(wěn)上、安全上(不燃燒、不爆炸)、壽命上(循環(huán)次數(shù))、對(duì)環(huán)境無(wú)污染上,它是最好的,是目前最好的大電流輸出動(dòng)力電池。

結(jié)構(gòu)與工作原理

LiFePO4電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4作為電池的正極,由鋁箔與電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,它把正極與負(fù)極隔開(kāi),但鋰離子Li+可以通過(guò)而電子e-不能通過(guò),右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極,由銅箔與電池的負(fù)極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝。

LiFePO4電池在充電時(shí),正極中的鋰離子Li+通過(guò)聚合物隔膜向負(fù)極遷移;在放電過(guò)程中,負(fù)極中的鋰離子Li+通過(guò)隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來(lái)回遷移而命名的。

主要性能

LiFePO4電池的標(biāo)稱(chēng)電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。由于各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家采用的正、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料的質(zhì)量及工藝不同,其性能上會(huì)有些差異。例如同一種型號(hào)(同一種封裝的標(biāo)準(zhǔn)電池),其電池的容量有較大差別(10%~20%)。

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池主要性能列于表1。為了與其他可充電電池的相比較,也在表中列出其他種類(lèi)可充電電池性能。這里要說(shuō)明的是,不同工廠(chǎng)生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在各項(xiàng)性能參數(shù)上會(huì)有一些差別;另外,有一些電池性能未列入,如電池內(nèi)阻、自放電率、充放電溫度等。

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的容量有較大差別,可以分成三類(lèi):小型的零點(diǎn)幾到幾毫安時(shí)、中型的幾十毫安時(shí)、大型的幾百毫安時(shí)。不同類(lèi)型電池的同類(lèi)參數(shù)也有一些差異。這里再介紹一種目前應(yīng)用較廣的小型標(biāo)準(zhǔn)圓柱形封裝的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的參數(shù)。其外廓尺寸:直徑為18mm、高650mm(型號(hào)為18650),其參數(shù)性能如表2所示。

過(guò)放電到零電壓試驗(yàn)

采用STL18650(1100mAh)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池做過(guò)放電到零電壓試驗(yàn)。試驗(yàn)條件:用0.5C充電率將1100mAh的STL18650電池充滿(mǎn),然后用1.0C放電率放電到電池電壓為0C。再將放到0V的電池分兩組:一組存放7天,另一組存放30天;存放到期后再用0.5C充電率充滿(mǎn),然后用1.0C放電。最后比較兩種零電壓存放期不同的差別。

試驗(yàn)的結(jié)果是,零電壓存放7天后電池?zé)o泄漏,性能良好,容量為100%;存放30天后,無(wú)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(huán),容量又恢復(fù)到100%。

這試驗(yàn)說(shuō)明該電池即使出現(xiàn)過(guò)放電(甚至到0V),并存放一定時(shí)間,電池也不泄漏、損壞。這是其他種類(lèi)鋰離子電池不具有的特性。

磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)

通過(guò)上述介紹,LiFePO4電池可歸納下述特點(diǎn)。

高效率輸出:標(biāo)準(zhǔn)放電為2~5C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C,瞬間脈沖放電(10S)可達(dá)20C;

高溫時(shí)性能良好:外部溫度65℃時(shí)內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃,電池放電結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)160℃,電池的結(jié)構(gòu)安全、完好;

即使電池內(nèi)部或外部受到傷害,電池不燃燒、不爆炸、安全性最好;

極好的循環(huán)壽命,經(jīng)500次循環(huán),其放電容量仍大于95%;

過(guò)放電到零伏也無(wú)損壞;

可快速充電;

低成本;

對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的應(yīng)用

由于磷酸鐵鋰動(dòng)力電池具有上述特點(diǎn),并且生產(chǎn)出各種不同容量的電池,很快得到廣泛地應(yīng)用。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有:

大型電動(dòng)車(chē)輛:公交車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、景點(diǎn)游覽車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)等;

輕型電動(dòng)車(chē):電動(dòng)自行車(chē)、高爾夫球車(chē)、小型平板電瓶車(chē)、鏟車(chē)、清潔車(chē)、電動(dòng)輪椅等;

電動(dòng)工具:電鉆、電鋸、割草機(jī)等;

遙控汽車(chē)、船、飛機(jī)等玩具;

太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備;

UPS及應(yīng)急燈、警示燈及礦燈(安全性最好);

替代照相機(jī)中3V的一次性鋰電池及9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池(尺寸完全相同);

小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。

這里舉一個(gè)用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池替代鉛酸電池的應(yīng)用實(shí)例。采用36V/10Ah(360Wh)的鉛酸電池,其重量12kg,充一次電可行走約50km,充電次數(shù)約100次,使用時(shí)間約1年。若采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,采用同樣的360Wh能量(12個(gè)10Ah電池串聯(lián)組成),其重量約4kg,充電一次可行走80km左右,充電次數(shù)可達(dá)1000次,使用壽命可達(dá)3~5年。雖然說(shuō)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的價(jià)格較鉛酸電池高得多,但總的經(jīng)濟(jì)效果還是采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池更好,并且在使用上更輕便。

5.電池性能

鋰離子動(dòng)力電池的性能主要取決于正負(fù)極材料,磷酸鐵鋰作為鋰電池材料是近幾年才出現(xiàn)的事,國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的,這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過(guò)充電壓30V不燃燒,穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)頻繁充放電的需要。具有無(wú)毒、無(wú)污染、安全性能好、原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜,壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

本項(xiàng)目屬于高新技術(shù)項(xiàng)目中功能性能源材料的開(kāi)發(fā),是國(guó)家“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃和“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。

鋰離子電池的正極為磷酸鐵鋰材料,其安全性能與循環(huán)壽命有較大優(yōu)勢(shì),這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。1C充放循環(huán)壽命可做到2000次,穿刺不爆炸,過(guò)充時(shí)不容易燃燒和爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易并串聯(lián)使用。

6.科研應(yīng)用

磷酸鐵鋰電池

最近,有關(guān)新型電池取得進(jìn)展、有望取代傳統(tǒng)鋰電池的報(bào)道接連不,讓我們看到了手機(jī)、平板擁有更長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的希望,不過(guò)可惜大部分都停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段,何時(shí)乃至能否大規(guī)模投入商用都不好說(shuō)。2012年8月,新能源公司DebochTEC.GmbH又帶來(lái)了一種更接近現(xiàn)實(shí)的新能源技術(shù):含鐵的鋰電池。

DebochTEC.GmbH公布的磷酸鐵鋰電池技術(shù)白皮書(shū)顯示,在使用復(fù)合納米材料后,單節(jié)32650規(guī)格(直徑32mm/長(zhǎng)度65mm)電芯的能量密度能夠提升到6000mAh,與當(dāng)前業(yè)界32650規(guī)格單節(jié)5000mAh的規(guī)格相比,同等體積提升了足足1000mAh,也就是20%之多,1節(jié)就能給iPhone4S手機(jī)反復(fù)充電差不多4次。

更令人欣喜的是,在單顆低倍率充放電環(huán)境下使用,這種電池在循環(huán)使用多達(dá)3000次后,電量依舊保持在80%左右,而普通鋰電池循環(huán)充電500次左右就這德行了。按照每3天充放電一次計(jì)算,可以連續(xù)使用24年之久,是名符其實(shí)的長(zhǎng)壽電池。

這種新型電池技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于便攜移動(dòng)電源、小型UPS、筆記本電池、汽車(chē)電瓶等各種設(shè)備,而且針對(duì)不同使用環(huán)境,DebochTEC.GmbH還按照循環(huán)充電次數(shù)的差異使用了不同的電芯顏色:面向特種級(jí)的為金色,循環(huán)次數(shù)為3000次;民用汽車(chē)領(lǐng)域中使用藍(lán)色,2500次;綠色的、2000次的適用于小型便攜式移動(dòng)設(shè)備。

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