磷酸铁锂电池怎么样?

格瑞普方形锂电池

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现在电池行业中大家听到最多的电池就是三元锂电池,因为在新能源领域应用最广泛,而后起之秀磷酸铁锂电池怎么样呢?下面我们就从行业应用、优缺点、低温性能、发展前景等来深入一下磷酸铁锂电池。

行业应用

1、通信行业

传统的阀控式密封铅酸电池以其成本低廉、技术成熟、维护方便得到广泛应用,然而,随着无线通信技术的不断发展和无线基站应用场景的复杂化,传统的蓄电池逐步显现出体积大、对环境温度要求苛刻等劣势。磷酸铁锂电池由于具有体积小、重量轻,高温性能突出,循环性能优异,可高倍率充、放电,绿色环保等众多优点,更适用于环境温度高、机房面积及承重小等恶劣的基站环境。在末端供电后背电池方面可作为铅酸蓄电池的有效补充。

2、汽车行业

不管新能源汽车是混和动力还是纯电动汽车,都离不开电池这一核心技术。目前最有希望获得产业化的电池技术是磷酸铁锂电池(LiFePO4)。锂资源储量有限,根据美国地质调查所(USGA)估算,锂金属全球总储藏量为1340吨,锂资源极端偏向南美,中国有110万吨的储量,不可能作为像石油那样的替代品。磷酸铁锂电池作为无钴电池的一种,自然是新能源电池青睐的对象,比亚迪公司推出的刀片电池更是将磷酸铁锂电池推到一个新的高度。

3、储能领域

在便携式电器方面的应用目前移动电话、笔记本电脑、微型摄像机等需要便携式电源的用电器已经成为人们生活中不可缺少的一部分,在其电源方面,无一例外地选择锂电池包作为市场的主流。据统计,全球手机产量每年近21亿部,全球每年生产笔记本电脑约1.5亿台,形成了庞大的锂电池应用市场。在此领域,钴酸锂、锰酸锂锂离子电池占有主导地位。

4、军工领域

在军事装备及航空航天事业中的应用在军事装备中,磷酸铁锂电池包主要用作动力启动电源、无线通信电台电源、微型无人驾驶侦察飞机动力电源等,此外,诸如激光瞄准器、夜视器、飞行员救生电台电源等现在也普遍采用锂离子电池。在航天领域,锂电池已经用于地球同步轨道卫星和低轨道通信卫星,作为发射和飞行中校正、地面操作的动力。 

由于磷酸铁锂电池的功能特点出色,未来应用的领域只会更多。

磷酸铁锂电池电芯

优缺点

一、优点

1、安全。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,因此拥有良好的安全性。

2、循环次数高,寿命好。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。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。

3、高温性能好。磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C–+75C),有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。

4、高容量。具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。单体容量为5AH-1000AH。

5、无记忆效应。可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。

6、重量轻。同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。

7、环保。该电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属),无毒(SGS认证通过),无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。

二、缺点

1、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,是电池中最忌讳的物质。

2、磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低。低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。

3、材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能,但是也带来了其它问题,如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题。

4、产品一致性差。目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够解决这一问题。从材料制备角度来说,磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。在这一复杂的反应过程中,很难保证反应的一致性。

5、知识产权问题。最早的有关磷酸铁锂专利申请在1993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)获得,并于同年8月19日公布申请结果。磷酸铁锂的基础专利被美国德州大学所有,而碳包覆专利被加拿大人所申请。这两个基础性专利是无法绕过去的,如果成本中计算上专利使用费的话,那产品成本将会进一步提高。

低温性能

格瑞普低温高倍率电池
低温磷酸铁锂电池电芯

随着电池技术的更新迭代,磷酸铁锂电池逐渐在低温领域获得更多的研发投入。比如说深圳市格瑞普电池有限公司低温磷酸铁锂电池的工作温度范围为-40℃至50℃。下面是磷酸铁锂电池的低温性能。

1、采用叠加技术,内阻低;

2、优良的低温工作性能。在-20℃温度下以0.2c放电的循环试验在经过300个循环后,仍有93%以上的容量保持率。在-40℃下以0.5C放电,放电容量超过初始容量的60%;在-35℃下以0.3C放电,放电容量超过初始容量的70%;

3、在不同温度下的放电曲线,放电温度范围值大,可在-40℃至55℃下放电,放电容量可观;

4、可在-20℃下充电;

5、采用磷酸铁锂化学物质,安全性高,循环寿命长;

发展前景

磷酸铁锂作为锂电池包正极材料,是目前最安全的锂离子电池正极材料,由于其安全稳定性,磷酸铁锂电池已经成为锂离子动力电池的重要发展方向。随着全球大力发展新能源汽车的趋势已经形成。我国磷酸铁锂电池年产量在万吨左右,未来几年仍将保持高速增长。锂电池包影响到储能等新能源领域的产业变革,关系到我国新能源汽车市场的发展,随着国家环保的深入开展,未来几年中国锂电池行业发展规模会越来越大。

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以上就是磷酸铁锂电池厂家格瑞普给大家带来磷酸铁锂电池怎么样的介绍。

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