電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
10AH錳酸鋰離子電池0.2C充電曲線
分解：
1、充電第一階段（0—30min），充電電流較大，充電快，電池內阻較小。充電均勻速率v=0.025V/min
2、充電第二階段（30—250min），電池進入充電穩定狀態，內阻增大。充電均勻速率v=6.82*10-4V/min
3、充電第三階段(250—370min)，充電幅度比第二階段略快，內阻增大。v=0.0025V/min
4、充電過程中，電池容量減小。
5、電池電容C=△Q/△U=10*3600/1.2=30000F10AH磷酸鐵鋰離子電池0.2C充電曲線
分解：
1、充電第一階段(0—30min),電池內阻有增大的趨勢，充電均勻速率v=0.01166V/min
2、充電第二階段(30—260min),總體處于充電平穩狀態，內阻增大，v=4.3478*10-4V/min
3、充電第三階段(260—310min)，充電電壓上升幅度較大，內阻增大，v=0.01V/min
4、充電過程中，電池容量減小。
5、電池電容C=△Q/△U=10*3600/1=36000F兩種電池的比較分解：
1、10AH磷酸鐵鋰離子電池比10AH錳酸鋰離子電池容量小。
2、充電的第一、二階段，錳酸鋰離子電池比磷酸鐵鋰離子電池要快，第三階段相反。
兩種電池的內阻在充電過程中都趨于增大，電池容量減小。
磷酸鐵鋰離子電池：與石墨組成的全電池放電電壓3.2V左右。高溫性能優異，是目前高溫性能最好的正極材料了。今朝中國鋰電企業絕大部分都是做磷酸鐵鋰離子電池，制備工藝苛刻，倍率性能還可以，振實密度偏低。發明專利在美國，所以未來可能會因為專利問題。。。
錳酸鋰離子電池：錳元素儲量豐富，錳酸鋰價格便宜，倍率性能不錯，高溫容易出現錳在電解液中的溶解，通過包覆解決可改善。容量偏低，放電電壓高，比常用的鈷酸鋰3.7V還要高一些。制備工藝成熟，不純在專利問題。日韓主要做錳酸鋰。中國典型代表盟固利做的是錳酸鋰離子電池。
磷酸鐵鋰離子電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰電池。鋰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鋰電池使用的正極材料。
1、在磷酸鐵鋰制備時的燒結過程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質鐵的可能性。單質鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質。這也是日本一直不將該材料作為動力型鋰電池正極材料的主要原由。
2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導致鋰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有處理這一問題。美國阿貢國家試驗室儲能系統中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時候，他用terrible來形容，他們對磷酸鐵鋰型鋰電池探測結果聲明聲明磷酸鐵鋰離子電池在低溫下（0℃以下）無法使電動車行駛。盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯，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，設備根本就無法啟動工作。
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性能，但是也帶來了其它問題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極出產性能不良以及對環境要求苛刻等問題。盡管磷酸鐵鋰中的化學元素Li，Fe與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產品成本并不低，即使去掉前期的研發成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會使得最終單位儲能電量的成本較高。
4、產品一致性差。目前國內還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠處理這一問題。從材料制備角度來說，磷酸鐵鋰的合成反應是一個復雜的多相反應，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅體以及還原性氣相。在這一復雜的反應過程中，很難保證反應的一致性。
5、知識產權問題。最早的有關磷酸鐵鋰專利申請在1993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年8月19日公布申請結果。磷酸鐵鋰的基礎專利被美國德州大學所有，而碳包覆專利被加拿大人所申請。這兩個基礎性專利是無法繞過去的，如果成本中計算上專利使用費的話，那產品成本將會進一步提高。
磷酸鐵鋰離子電池的全名是磷酸鐵鋰鋰電池，這名字太長，簡稱為磷酸鐵鋰離子電池。由于它的性能特別適于作動力方面的使用，則在名稱中加入“動力”兩字，即磷酸鐵鋰動力電池。也有人把它稱為“鋰鐵（LiFe）動力電池”。
通過上述解析，LiFePO4電池可歸納下述特點。
高效率輸出：標準放電為2～5C、連續高電流放電可達10C，瞬間脈沖放電（10S）可達20C；
高溫時性能良好：外部溫度65℃時內部溫度則高達95℃，電池放電結束時溫度可達160℃，電池的結構安全、完好；
即使電池內部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；
極好的循環壽命，經500次循環，其放電容量仍大于95%；
過放電到零伏也無損壞；
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