磷酸铁锂动力锂电池的优缺点

磷酸铁锂离子电池优点：相比目前市面上较为常见的钻酸锂和锰酸锂离子电池来说，磷酸铁锂离子电池至少具有以下五大优点：更高的安全性、更长的使用寿命、不含稀有金属和强污染的重金属、支持快速充电、工作温度范围广。

1、超长寿命，长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，国产有的磷酸铁锂动力锂电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电（s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1-15年时间，而磷酸铁锂离子电池在同样条件下使用，将达到，一8年。综合考虑，性能价格比将为铅酸电池的：倍以上。

2、使用安全，磷酸铁锂完全解决了钻酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，钻酸锂和锰酸锂在强酬购噻撑金高集馨雄到消常煮鲍生愈客鑫构成威胁，而磷酸铁锂以经过严格的安全测，即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸。

3、可大电流ac快速充放电，在专用充电器下，15c充电10分钟内即可使电池充满，起动电流可达5c，而铅酸电池现在无此性能。

4、耐高温，磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钻酸锂只在200℃左右；工作温度范围宽广（-20℃——+75℃），高温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池内部结构安全、完好。

5、LiFePO，电池的标称电压是3.2V稳定的放电平台）、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V；

6、比容量大，高效率输出：标准放电为2~5C、持续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C。

7、过放电到零伏也无损坏，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良好，容量为100%；存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。

8、可快速充电，自放电少，无记忆效应：可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C；

9、无记忆效应。

10、绿色环保。

国内目前普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，分析其原因，重要有下列两点：首先是受到美国研发方向的影响，美国最早采用磷酸铁锂做锂离子电池的正极材料。其次是国内一直没有制备出可供动力型锂离子电池使用的具有良好高温循环与储存性能的锰酸锂材料。但磷酸铁锂离子电池也存在不容忽视的根本性缺陷。

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。这也是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的重要原因。

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。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任DonHillebrand博士谈到磷酸锂铁电池低温性能的时候，他用terrible来形容，他们对磷酸铁锂型锂离子电池测试结果表明表明磷酸铁锂离子电池在低温下（0℃以下）无法使电动汽车行驶。尽管也有厂家宣称磷酸锂铁电池在低温下容量保持率还不错，但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下。在这种状况下，设备根本就无法启动工作。

3、振实密度较低。一般只能达到0.8-1.3，低的振实密度可以说是磷酸铁锂的最大缺点。但这一缺点在动力锂电池方面不会突出。因此，磷酸铁锂重要是用来制作动力锂电池。4.磷酸铁锂离子电池低温性能差。在0℃时的容量保持率约60~70%，-10℃时为40~55%，-20℃时为20~40%。这样的低温性能显然不能满足动力电源的使用要求。当前一些厂家通过改进电解液体系、改进正极配方、改进材料性能和改善电芯结构设计等使磷酸铁锂的低温性能有所提升。

4、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。尽管磷酸铁锂中的化学元素Li，Fe与P很丰富，成本也较低，但是制备出的磷酸铁锂产品成本并不低，即使去掉前期的研发成本，该材料的工艺成本加上较高的制备电池的成本，会使得最终单位储能电量的成本较高。

5、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。

6、知识产权问题。最早的有关磷酸铁锂专利申请在1993年六月二十五日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG（DE）获得，并于同年八月十九日公布申请结果。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，假如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。

此外，从研发和生产锂离子电池的相关经验来看，日本是锂离子电池最早商业化的国家，并且一直占据着高端锂离子电池市场。而美国尽管在一些基础研究上领先，但是到目前为止还没有一家大型锂离子电池生产公司。因此，日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料更加有其道理。即使是在美国，利用磷酸铁锂和锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料的厂家也是各占一半。鉴于磷酸铁锂存在的上述问题，很难作为动力型锂离子电池的正极材料在新能源汽车等领域获得广泛应用。假如能够解决锰酸锂存在的高温循环与储存性能差的难题，凭借其低成本与高倍率性能的优势，在动力型锂离子电池中的应用将有巨大的潜力。