分析磷酸铁锰锂电池的发展

据最新电池报道，磷酸铁锰锂近期在锂电池行业内迅速升温,主要原因是比亚迪王传福在公开场合表示公司未来的主要发展路径之一将是磷酸铁锰锂路线。磷酸铁锰锂相对原先额磷酸铁锂,放电平台的电压由3.4V上升到4.1V,能量密度提升21%,生产技术与磷酸铁锂类似,原材料成本又较为低廉。可能成为未来的一个较好的选择。

磷酸铁锰锂的压实密度(2.3)低于三元材料(3.4),因此从电池的最终能量密度指标来看,磷酸铁锰锂仍然逊于三元材料,但是可与三元材料混用复配,一方面增加电池的安全性,另一方面又能够达到较高的能量密度,可能是未来的重要发展方向。

磷酸铁锰锂的优点突出:一是方便电池管理。磷酸锰铁锂材料相对于Li+/Li的电极电势为4.1V,同时磷酸锰铁锂有两个电压平台,高电压平台可以提高电池的电压,低的电压平台可以很好的判断电池的剩余容量,为电池容量管理提供了一个简单的方案。二是高循环性能,同三元材料500次循环寿命相比,磷酸锰铁锂的循环寿命为2000次。三是高体积密度。小颗粒的磷酸锰铁锂可以填充到大颗粒三元材料的空隙中,提高正极材料的体密度。同时相比一代磷酸铁锂材料有20%的能量密度提高。四是高安全性。

磷酸锰铁锂保留了磷酸盐正极材料的热稳定性,大大提高动力电池的安全性。五是低成本,由于磷酸锰铁锂资源价格比较低,规模化生产后可以使正极材料成本下降30%。最后是低温性能优异,纳米化磷酸锰铁锂材料,-20度放电容量可以达到常温放电容量的80%。

磷酸铁锰锂对于电解液提出更高要求。因为磷酸铁锰锂的电压为4.1V,需要专门针对磷酸铁锰锂开发特种电解液,既要耐高压,又要抑制Mn的溶解,还要兼顾低温性能,难度较大。

目前国际上也还没有具备磷酸铁锰锂规模化生产能力的企业,只有Phostech和大阪水泥实现了中试性小批量生产。