18650磷酸铁锂离子电池的优缺点

18650磷酸铁锂离子电池

18650磷酸铁锂离子电池是近年来发明的，在锂离子电池的发展中，是一种锂离子电池。

1.磷酸铁锂离子电池的优点

(1)安全性能的提高

磷酸铁锂晶体中的p-o键稳定，不易被破坏。即使在高温或过充的情况下，该结构也不会像锂钴氧化物那样坍塌，不会放热或形成强氧化物质，因此具有良好的安全性。有报道指出，在针灸或短路实验的实际操作中，发现了一小部分样品燃烧，但没有发生爆炸。但在过充实验中，使用了数倍于自放电电压的高压电荷，仍然发生了爆炸。但与普通电解液锂钴酸电池相比，其过充安全性有了很大的提高。

(2)提高生活质量

磷酸铁锂离子电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。

长寿命铅酸电池的循环寿命约为300倍，最高约为500倍，而磷酸铁锂动力锂电池的循环寿命超过2000倍，使用标准充电(5小时费率)，可达到2000倍。同等质量的铅酸电池为新半年、旧半年、保养维护半年，最长使用时间为1~1.5年，而磷酸铁锂离子电池在相同条件下使用，理论寿命可达7~8年。总的来说，性能价格比理论上是铅酸电池的四倍多。大电流2C，可快速充放电。在专用充电器下，电池可以在40分钟内充电1.5c，启动电流可以达到2C，但铅酸电池没有这样的性能。

(3)高温性能好

磷酸铁锂的最高电温可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴酸锂的最高电温仅为200℃左右。工作温度范围宽(-20c-75C)，耐高温磷酸铁锂的最高电温度可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴酸锂的最高电温度仅为200℃左右。

(4)大容量

当电池持续满负荷运转时，它会迅速降到额定容量以下，这种现象被称为记忆效应。像镍氢电池和镍镉电池都有记忆，而磷酸铁锂离子电池则没有这种现象。无论电池处于什么状态，都可以随时充电和使用，而无需在充电前将其熄灭。

(5)重量轻

同样容量的磷酸铁锂离子电池的体积是铅酸电池的三分之二，重量是铅酸电池的三分之一。

(6)环境保护

磷酸铁锂离子电池一般被认为是不含任何重金属和稀有金属(镍氢电池要稀有金属)，无毒(SGS认证通过)，无污染，符合欧洲RoHS法规，为绝对绿色电池证书。因此，锂离子电池受到行业的青睐，重要是出于对环境的考虑，因此，锂离子电池被列入863国家高新技术发展规划十五期间，成为国家重点扶持和鼓励发展的项目。随着我国加入世贸组织，我国的电动自行车出口将快速上升，而进入欧洲和美国的电动自行车已经要无污染电池。

但也有专家指出，铅酸电池造成的环境污染重要发生在公司生产过程不规范和回收过程中。同样，锂离子电池属于新能源行业是不错的，但它也无法防止重金属污染的问题。金属材料加工的铅、砷、镉、汞、铬等可能会释放到灰尘和水中。电池本身是一种化学物质，所以可能存在两种污染。二是报废后的电池污染。

磷酸亚铁锂离子电池也有其缺点:例如,低温性能、阴极材料振动密度很小,磷酸铁锂离子电池的体积相同的容量比钴酸锂等锂离子电池,所以在微电池没有优势。磷酸铁锂离子电池在用于动力锂电池时，和其他电池相同，要面对电池一致性的问题。

2.磷酸铁锂离子电池的缺点

一种材料是否具有应用开发的潜力，除了关注其优点外，更重要的是该材料是否具有根本的缺陷。

在我国，磷酸铁锂广泛用作动力锂离子电池的负极材料。政府的市场分析师、科研机构、公司甚至证券公司都看好这种材料，认为它是动力锂离子电池的发展方向。分析其原因，重要有以下两点:一是受美国研究方向的影响，化合价和A123公司做的磷酸铁锂离子电池正极材料的早期采用。其次，国内还没有制备出具有良好高温循环和储存性能的动态锂离子电池用锰酸锂材料。但磷酸铁锂也有不可忽视的基本缺陷，总结如下:

(1)在制备磷酸铁锂的烧结过程中，氧化铁有可能在还原气氛中高温还原为单质铁。简单的铁会造成电池的微短路，是电池中最忌讳的材料。这是该材料在日本没有作为动力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缺陷，如振动密度低、压实密度低，导致锂离子电池能量密度低。低温性能差，即使是纳米碳涂层也没有解决这个问题。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任DonHillebrand博士用可怕这个词来描述磷酸铁锂离子电池的低温性能。尽管一些制造商声称磷酸铁锂离子电池在低温下仍能很好地保持其容量，但这是在放电电流小、截止电压低的情况下。在这种情况下，设备根本无法启动。

(3)材料的制备成本高于电池的制造成本，导致电池成品率低，一致性差。磷酸铁锂的纳滤和碳包覆在提高材料电化学性能的同时，也带来了能量密度降低、合成成本提高、电极加工性能差、环境要求苛刻等问题。磷酸铁锂中的化学元素Li、Fe、P虽然含量丰富，成本低廉，但磷酸铁锂的产品成本并不低。即使去掉了研发成本，材料的技术成本和电池制备成本也会导致单位储能成本的新增。

(4)产品一致性差。目前国内还没有磷酸铁锂材料厂可以解决这个问题。从材料制备的角度看，磷酸铁锂的合成是一个复杂的多相反应，包括固体磷酸盐、氧化铁和锂盐，加上碳前驱体和还原性气相。在这个复杂的反应过程中，很难保证反应的一致性。

(五)知识产权。目前磷酸铁锂的基础专利由德克萨斯大学拥有，碳涂层专利由加拿大人申请。这两项基本专利是不能回避的。假如在成本中包含提成，产品成本将进一步新增。