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磷酸铁锂六大缺陷

磷酸铁锂六大缺陷
磷酸铁锂六大缺陷

目前最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有改性锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)和镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2)三元材料。镍钴锰酸锂三元材料由于钴的资源缺乏与镍、钴成高和价格波动大等原因,普遍认为很难成为电动汽车用动力型锂离子电池的主流,但可以与尖晶石锰酸锂在一定范围内混合使用。

日本和韩国目前主要开发以改性锰酸锂和镍钴锰酸锂三元材料为正极材料的动力型锂离子电池,如丰田和松下合资成立的Panasonic EV能源公司、日立、索尼、新神户电机、NEC、三洋电机、三星以及LG等。美国主要开发以磷酸铁锂为正极材料的动力型锂离子电池,如A123系统公司、 Valence公司,但美国的主要汽车厂家在其PHEV与EV中却选择锰基正极材料体系动力型锂离子电池,并且据说美国A123公司在考虑进军锰酸锂材料领域,而德国等欧洲国家主要采取和其它国家电池公司合作的方式发展电动汽车,如戴姆勒奔驰和法国Saft联盟、德国大众与日本三洋协议合作等。目前德国的大众汽车和法国的雷诺汽车在本国政府的支持下也正在研发和生产动力型锂离子电池。

一种材料是否具有应用发展潜力,除了关注其优点外,更为关键的是该材料是否具有根本性的缺陷。

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,从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料,将其作为动力型锂离子电池的发展方向。分析其原因,主要有下列两点:首先是受到美国研发方向的影响,美国Valence与A123公司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。但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷,归结起来主要有以下几点:

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。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主要原因。

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Don Hillebrand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、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。

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。目前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。

此外,从研发和生产锂离子电池的经验来看,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企业。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,联邦政府也是同时支持这两种体系的研发。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。如果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。

磷酸铁锂正极材料制备方法比较

磷酸铁锂正极材料制备方法比较 A.固相法 一.高温固相法 1.流程:传统的高温固相合成法一般以亚铁盐(草酸亚铁,醋酸铁,磷酸亚铁等),磷酸盐(磷酸氢二铵,磷酸二氢铵),锂盐(碳酸锂,氢氧化锂,醋酸锂及磷酸锂等)为原料,按LiFePO4分子式的原子比进行配料,在保护气氛(氮气、氩气或它们与氢气的混合气体)中一步、二步或三步加热,冷却后可得LiFePO4粉体材料。 例1:C.H.Mi等采用一:步加热法得到包覆碳的LiFePO4,其在30℃,0.1 C 倍率下的初始放电容量达到160 mAh·g-1;例2:S.S.Zhang等采用二步加热法,以FeC:2O4·2H2O和LiH2PO4为原料,在氮气保护下先于350~380℃加热5 h形成前驱体,再在800℃下进行高温热处理,成功制备了LiFePO4/C复合材料,产物在0.02 C倍率下的放电容量为159 mAh·g-1;例3:A.S.Andersson等采用三步加热法,将由:Li2CO3、FeC2O4·2H2O 和(NH4)2HPO4组成的前驱体先在真空电炉中于300℃下预热分解,再在氮气保护下先于450℃加热10 h,再于800℃烧结36 h,产物在放电电流密度为2.3 mA·g-1时放电,室温初始放电容量在136 mAh·g-1左右;例4:Padhi等以Li2CO3,Fe(CH3COO)2,NH4H2PO4为原料,采用二步法合成了LiFePO4正极材料,其首次放电容量达110 mA·h /g;T akahashi 等以LiOH·H2O, FeC2O4·2H2O,(NH4)2HPO4为原料,在675、725、800℃下,制备出具有不同放电性能的产品,结果表明,低温条件下合成的产品放电容量较大;例5:韩国的Ho Chul Shin、Ho Jang等以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,添加5wt%的乙炔黑为碳源、以At+5%H2为保护气氛,在700℃下煅烧合成10h,得到碳包覆的LiFePO4材料。经检测表明,用该工艺合成的LiFePO4制备的电池放电平台在3·4-3·5V之间,0·05C首次放电比容量为150mA·h/g;例6:高飞、唐致远等以醋酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,聚乙烯醇为碳源。混料球磨所得粒径细小,分布的悬浊液。然后将悬浊液采用喷雾干燥的方法制得LiFePO4前驱体,再通过高温煅烧合成LiFePO4/C正极材料,首次放电比容量最为139·4mA·h/g,并具有良好的循环性能,经10C循环50次后,比容量仅下降0·15%;例7:赵新兵、周鑫等以氢氧化锂、磷酸铁、氟化锂为原料,,聚丙烯为碳源,先在500℃下预烧,再在700℃下煅烧合成具有F掺杂的LiFePO酒精为球磨介质4/C材料,电化学测试结果表明,LiFePO3·98F0·02/C 具有最佳放电特性,在1C倍率充放电下比容量为146mA·h/g。 2.优点:工艺简单、易实现产业化 3.缺点:颗粒不均匀;晶形无规则;粒径分布范围广;实验周期长;难以控制产物的批次稳定性;在烧结过程中需要耗费大量的惰性气体来防止亚铁离子的氧化;所生产的LiFePO4粉末导电性能不好,需要添加导电剂增强其导电性能 4.改性:添加导电剂(多用蔗糖,乙炔黑,聚乙烯醇,聚丙烯等碳源)增强其导电性能二.碳热还原法 1.流程:碳热还原法也是高温固相法中的一种,是比较容易工业化的合成方法,多数以氧化铁或磷酸铁做为铁源,配以磷酸二氢锂以及蔗糖等碳源,均匀混合后,在高温和氩气或氮气保护下焙烧,碳将三价铁还原为二价铁,也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。 例1: 杨绍斌等以正磷酸铁为铁源,以葡萄糖、乙炔黑为碳源,采用碳热还原法合成橄榄石型磷酸铁锂。研究发现:双碳复合掺杂样品电性能最高为148.5 mAh/g,倍率放电性能仍具有优势,10 C时容量保持率为88.1%;例2:Mich等以分析纯的FePO4和LiOH为原料,聚丙烯为还原剂,合成的材料在0.1 C及0.5 C倍率下首次放电比容量分别为160 mAh/g 和146.5 mAh/g;例3:P.P.Prosini 等以(NH4)2Fe(SO4)2和NH4H2PO4为原料首先合成FePO4,然后用LiI还原Fe3+,并在还原性气氛下(Ar:H2=95:5)于550℃加热1 h后合成了最终样品,其在0.1C倍率下的室温

温度对磷酸铁锂电池的影响分析

温度对磷酸铁锂电池的影响分析 锂离子电池具有工作电压高(是镍氢、镍镉电池的3倍)、比能大(可达165Wh/kg,是镍氢电池的3倍)、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电低、无记忆效应、无污染等众多优点。在新能源行业磷酸铁锂电池被看好,电池循环寿命可达到6000次左右,放电稳定,被广泛应用在动力电池和储能等领域。 但其推广的速度及应用领域广度、深度却不尽如意。阻碍其快速推广的因素除了价格、电池材料自身引起的批次一致性等因素外,其温度性能也是重要因素。此文考察了温度对磷酸铁锂电池性能的影响,同时考察了电池组在高低温情况下的充放电情况。 一、单体(模组)常温循环汇总 常温测试电池的循环寿命可以看出,磷酸铁锂电池的长寿命优势,目前做到3314个循环,容量保持率依然在90%,而达到80%的寿命终止可能要做到4000次左右。 1、单体循环 目前已完成:3314cyc,容量保持率为90%。 受电芯的加工工艺和模组的成组工艺影响,电池在PACK完成后其中的不一致性已经形成,工艺越精湛成组的内阻越小,电芯间的差异性越小。以下模组

的循环寿命是目前大部分磷酸铁锂能做到的基本数据,这样在使用过程中就需要BMS对电池组定期进行均衡,减小电芯间差异,延长使用寿命。 2、模组循环 目前已完成:2834cyc,容量保持率为67.26%。 二、单体高温循环汇总 高温工况下加速电池的老化寿命。 1、单体充放电曲线 2、高温循环

高温循环完成1100cyc,容量保持率为73.8%。 三、低温对充放电性能影响 电池在0~-20℃温度下,放电容量分别相当于25℃温度下放电容量的88.05%、65.52%和38.88%;放电平均电压依次为3.134、2.963 V和2.788 V,一20℃放电平均电压比25℃时降低了0.431 V。从上述分析可知,随着温度的降低,锂离子电池的放电平均电压和放电容量均有所降低,尤其当温度为-20℃时,电池的放电容量和放电平均电压下降较快。

关于磷酸铁锂电池的知识

关于磷酸铁锂电池的知识 导读:锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。 磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。 1.介绍 磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池,一个主要用途是用作动力电池,相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。 磷酸铁锂电池充放电效率较高,倍率放电情况下充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。 2.八大优势 安全性能的改善 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。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分

样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。寿命的改善 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 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。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流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,而铅酸电池无此性能。 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。 大容量 具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。5AH-1000AH(单体) 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

锂电池、磷酸铁锂电池类-名词解析

电池名词解释 最近发现有许多人对电池的专有名词有一些误解,因此笔者在此 对这些名词做一些整理,希望能帮助大家正确的了解,而不要产生一些认知的误会。 一次电池 顾名思义为只可使用一次性的电池,当电池内以化学能转变为电 能来提供电力,也无法透过充电或其它方式将原有电能补充回来,因此完全放电后将不可再使用,这是电化学反应为不可逆转。一般市面上常见的干电池、碳锌电池、碱性电池、水银电池、锌空气电池等, 皆属此一次性电池。不同的一次性电池种类有不同的使用方式,但都局限于单次的使用。在制造上许多电池种类的原料使用及制程上所使用的材料具有污染性,对环境以及人体具有相当大的影响。 二次电池 二次电池是可以再重复使用的电池,可持续的充电、放电使用, 二次电池一样是经过化学能转换成电能,但可以藉由充电方式,将电能重新转化成化学能,便可让电池再次使用,而使用的次数随着材料与设计有其差异性。市面上常见的有铅酸电池、胶体电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂离子聚合物电池、磷酸铁锂电池等。不同种类的二次电池因为其额定电压、额定容量、使用温度以及安全性, 有其不同的使用。在制造上许多电池种类的原料使用及制程上所使用的材料具有污染性,对环境以及人体具有相当大的影响。 碳锌电池 碳锌电池又称碳锌干电池、碳性电池、碳性电芯,外壳由锌构成。 既可以作为电池的容器,又可以作为电池的负极。碳锌电池是从液体Leelanche电池发展而来。传统或一般型以氯化铵为电解质;电池则

通常是使用氯化锌为电解质的碳锌电池,是一般使用的廉价电池的一种改良版。电池的正极主要是由粉末状的二氧化锰和碳构成。电解液 是把氯化锌和氯化铵溶于水中所形成的糊状溶液。碳锌电池是最便宜的原电池,因此成为很多厂商的首选,因为这些厂商所销售的设备中常常需要配送电池。锌碳电池可以用于遥控器、闪光灯、玩具或晶体管收音机等功率不大的设备。此电池正极的碳棒与二氧化锰中所混合的碳只负责引出电流,并不参与反应,正极实际参与还原反应并提供正电的是二氧化锰中的锰,因此,又称为锰锌电池、锌锰电池或锌一 氧化锰电池,也有简称锰干电池的。碳锌电池的电压为。 锌空气电池 锌空气电池(Zinc-air battery) 是一类结构特殊的品种。负极采用了锌合金。而正极材料,则是空气中的氧。在储存时一般保持密封, 所以基本上没有自放电。又称锌氧电池,有时也被称为锌空电池。由于锌空电池内部含有高浓度的电解质 (氢氧化钾具有强碱性、强腐蚀

磷酸铁锂电池简介

磷酸铁锂电池简介 1.磷酸铁锂电池定义 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 2.磷酸铁锂正极材料 磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定。同时,该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点,是目前电池界竞相开发研究的热点。该材料具有发上图所示的晶体结构。工作电压范围:2.5~3.6V,平台约3.3V,比钴酸锂电池3.7V低一些。由于该材料导电性差,需往磷酸铁锂颗粒内部掺入导电碳材料或导电金属微粒,或者往磷酸铁锂颗粒表面包覆导电碳材料,提高材料的电子电导率;或掺杂金属离子来提高导电性。这样材料的密度低,做成电池的体积比容量低,只有180Wh/L(钴酸锂可做到400Wh/L 以上),在小电池领域,同样尺寸电池只有现有电池容量的一半不到。 3.磷酸铁锂的优点: (1)安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。绝不用担心爆炸。 (2)稳定性高。包括高温充电的容量稳定性,储存性能等。这是最大的优点。 (3)环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有

毒的物质。 (4)价格便宜。 4.磷酸铁锂的缺点: (1)导电性差,目前可通过添加C或其它导电剂得到解决。即:LiFePO4/C正极。 (2)振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5,电池极片的面密度低,所以同样型号的电池容量更低。从消费便携电子产品上看,磷酸铁锂没有前途,在特定的电池领域使用较有优势,如动力电池。 (3)制造成本偏高,在电池生产上加工困难、倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,受工艺影响很大)。 (4)技术还未成熟。由于振实密度低,比表面积大,需要改变电池先行工艺。而且电解液也需重新开发适用的电解液体系,用现有的成熟电解液难发挥其性能。没有批量配套的保护线路和充电器,较难在现有的电子设备上发挥出其特性,需要一个整体的行业整合。 5.磷酸铁锂电池产业:优势分析 (1)磷酸铁锂产业符合政府产业政策的导向,各国都把储能电池和动力电池的发展放在国家战略层面高度,配套资金和政策支持的力度很大,中国在这方面有过之而不及,过去关注镍氢电池,现在则把目光更多的集中到磷酸铁锂电池上。 (2)LFP代表了电池未来发展的方向,随着技术成熟,甚至可能成为

浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点

本文摘自再生资源回收-变宝网(https://www.doczj.com/doc/6016169256.html,)浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点 磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池。 一、工作原理 磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。 二、意义 金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)存储量较多。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。 作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C 放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。 三、结构与工作原理

LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。 四、主要性能 LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。 这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。 磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。 五、过放电到零电压试验: 采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。

磷酸铁锂电池的安全性能研究.docx

磷酸铁锂电池的安全性能研究 电动车应用最基本的要求是保证安全。电池的安全性归根到底体现的是温度问题。任何安全性问题最终的结果就是温度升高直至失控,直至出现安全事故。电池的安全性检测通常包括过充电、过放电、穿刺、挤压、跌落、加热、短路等,在这些情况下,会引起电池温度上升或部分区域温度过高,达到某一底限温度值,大量的热产生由于不能及时被消散引发一系列放热副反应,从而出现热失控。热失控一旦被引发就完全不能停止,直到所有反应物被完全地消耗,在大多数情况下导致电池的破裂,随之伴有火焰和浓烟,有时甚至是电池的爆炸。在锂电池当中,公认的以LiFePO4为正极材料的锂电池具有最好的安全性能。主要是由于LiFePO4在高温条件下的氧保持能力好,即使在超过500℃的高温也不会失氧,比钴酸锂、锰酸锂及三元材料等药高得多。但在滥用条件下,即使LiFePO4为正极的锂电池,也会出现安全性问题。本文主要研究和分析不同的安全性检测条件对磷酸铁锂电池的安全性能检测结果的影响。 安全性问题最终的反映是热量累积或能量短时释放引起的温度迅速升高出现失控。在电池滥用过程中,产生热的原因有以下几个方面:(1)负极SEI膜的分解;(2)负极与电解质的反应;(3)电解液的热分解;(4)电解液在正极的氧化反应;(5)正极的热分解;(6)负极的热分解;(7)隔膜的溶解以及引起的内部短路。电池抵抗各种滥用的能力主要取决于产热和散热的相对速度。当电池的散热速度低于产热速度时,它可能会遭受热失控。 1. 测试对象与设备 2. 试验 3. 结果与分析 3.1过充电 锂离子电池在充电时发生式(1)所示的反应,Li 不完全脱出,生成物为 LiFePO4和 FePO4。LiFePO4—— LiFePO4+ FePO4+ Li +xe 电池过充时,Li+大量脱出,生成的 FePO4增多,引起较大的极化电阻和极化电势,使电池的电压快速升高;过多的锂脱出,极片上的粘结剂被破坏,使正极膏片从集流体上脱离,出现大面积掉膏,脱出的 Li 聚集在负极片上,形成点状白点;电池正极附近的高氧化氛围引起电解液氧化分解使过充电池剩余的电解液较少,电解液分解产生更多的热量和气体,使电池鼓胀加剧,爆炸的可能性加大;LiFePO4在过充时发生了不可逆分解,有氧气和含 Fe 的

磷酸铁锂动力电池维护手册 整合版

沃特玛电池有限公司 磷酸铁锂动力电池使用手册 电子部 2013-3-15 [为了方面售后服务更好的对OPT管理系统进行维护,特此制定本手册,希望对售后服务有所帮助]

前言 为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题,世界主要汽车生产国纷纷加快部署,将发展新能源汽车作为国家战略,加快推进技术研发和产业化,同时大力发展和推广应用汽车节能技术。节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向。新能源客车,目前正在飞速发展。 当新能源客车穿行于街市,走进人们的生活时,对它的了解和认知也就成我们的必修课。然而,在这新能源之风势在必行之际,谈到动力电池,我们中大多数的人对其都知之甚少,这其中包括很多从事纯电动客车工作的相关从业人员,也正因为如此,才给你们的工作和和生活到来了诸多的困难和疑惑。 为解决这些问题,让从事纯电动客车工作的相关从业人员对动力电池有一些初步的了解和认识,本手册将通过重点介绍磷酸铁锂动力电池和管理系统的运用与维护来让大家了解动力电池的相关知识。为了更好服务客户,让相关从业人员熟悉和掌握我公司的纯电动客车动力电池,也为更好的发挥磷酸铁锂动力电池优越的性能,做好相关的维护保养工作,特制定本手册。希望此举能为大家避免在使用或维护我公司产品时造成不必要的困扰和预防产生一些不可挽回的损失。 烦请在使用或维护沃特玛公司纯电动客车动力电池之前,详细阅读本手册!

目录第一章 第二章

第一章为何选择磷酸铁锂电池作为动力电池 电池的概念 1.1.1什么是电池 化学电源俗称为电池,是一种利用物质的化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。顾名思义,电池是装电的池子,尤如水池,电池的电压及容量类似于水池的水位高低和蓄

2019年中国磷酸铁锂动力电池市场分析报告-行业规模现状与发展趋势分析

2019年中国磷酸铁锂动力电池市场分析报告-行业规模现状与发展趋势 分析

【目录名称】2019年中国磷酸铁锂动力电池市场分析报告-行业规模现状与发展趋势分析 【交付方式】Email电子版/特快专递 【报告大纲】 第一章2015-2018年世界磷酸铁锂动力电池市场发展现状分析 第一节2015-2018年世界磷酸铁锂动力电池市场发展状况分析 一、世界磷酸铁锂动力电池行业特点分析 (一)一批具有一定规模和实力的企业已经涌现 (二)新产品开发能力不断提升,拥有一大批自主知识产权 (三)零部件专业化生产水平不断上升 (四)专用设备制造水平有较大提高 二、世界磷酸铁锂动力电池市场需求分析 (一)国际市场对各类磷酸铁锂动力电池的年需求量增加 (二)磷酸铁锂动力电池行业在家电产品、汽车产业、农用电机等领域前景良好 (三)随着科技的发展及应用范围的延伸,国外市场的需求量将不断扩大 第二节2015-2018年全球磷酸铁锂动力电池市场调研 一、2015-2018年全球磷酸铁锂动力电池需求分析 二、2015-2018年全球磷酸铁锂动力电池产销分析 三、2015-2018年中外磷酸铁锂动力电池市场对比 第二章我国磷酸铁锂动力电池行业发展现状 第一节我国磷酸铁锂动力电池行业发展现状 一、磷酸铁锂动力电池行业品牌发展现状 二、磷酸铁锂动力电池行业消费市场现状 三、磷酸铁锂动力电池市场消费层次分析 四、我国磷酸铁锂动力电池市场走向分析 第二节2015-2018年磷酸铁锂动力电池行业发展情况分析 一、2015-2018年磷酸铁锂动力电池行业发展特点分析 二、2015-2018年磷酸铁锂动力电池行业发展情况 第三节2015-2018年磷酸铁锂动力电池所属行业运行分析 一、2015-2018年磷酸铁锂动力电池所属行业产销运行分析 二、2015-2018年磷酸铁锂动力电池所属行业利润情况分析 三、2015-2018年磷酸铁锂动力电池行业发展周期分析 四、2019-2025年磷酸铁锂动力电池行业发展机遇分析 五、2019-2025年磷酸铁锂动力电池所属行业利润增速预测 第四节对中国磷酸铁锂动力电池市场的分析及思考 一、磷酸铁锂动力电池市场特点 二、磷酸铁锂动力电池市场调研 三、磷酸铁锂动力电池市场变化的方向

磷酸铁锂的详细资料

磷酸铁锂的详细资料 2010-11-15 11:25:18| 分类:默认分类 |字号订阅 磷酸铁锂的详细资料 磷酸铁锂电池 功能用途 磷酸铁锂电极材料主要用于动力锂离子电池. 自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属,M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群,也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性,美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视,并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料,尖晶石结构的LiMn 2O4和层状结构的LiCoO2相比,LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。 磷酸铁锂性能 1.高能量密度,其理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140 mAh/g(0.2C, 25°C); 2.安全性,是目前最安全的锂离子电池正极材料;不含任何对人体有害的重金属元素; 3.寿命长。在100%DOD条件下,可以充放电2000次以上; (原因:磷酸铁锂晶格稳定性好,锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传导率差,不适宜大电流的充放电,在应用方面受阻。解决方法:在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。) 4.无记忆效应; 5.充电性能,磷酸铁锂正极材料的锂电池,可以使用大倍率充电,最快可在1小时内将电池充满。 具体的物理参数: 磷酸铁锂 松装密度:0.7g/cm 振实密度:1.3g/cm 中位径 2——4um 比表面积<30m/g 涂片参数: LiFePo4:C:PVDF=90:3:7 极片压实密度:2.1-2.4g/cm 电化性能: 克容量>140mAh/g 测试条件:半电池,0.1C,电压4.0-2.0V 循环次数1000次 国内国际磷酸铁锂材料生产商: 国内:天津斯特兰北大先行湖南瑞翔苏州恒正其中天津斯特兰现在材料稳定批量产业化生产北大先行小批量生产国际:加拿大Phostech、美国Valence、美国A123、日本sony. 其中A123规模最大且得到美国政府的大力资助。 新颖性及特点 磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。目前全球已经有很多厂家开始了工业化生产,国外美国Vale nce(威能)公司和A123(高博),国内天津斯特兰,北大先行等。其特点是放电容量大,价格低廉,无毒性,不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。 但是其振实密度低,影响电容量。

关于磷酸铁锂电池的知识

关于磷酸铁锂电池的知 识 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

关于磷酸铁锂电池的知识 导读:锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。 磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。 1.介绍 磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池,一个主要用途是用作动力电池,相对NI-MH、Ni-Cd电池有很大优势。 磷酸铁锂电池充放电效率较高,倍率放电情况下充放电效率可达90%以上。而铅酸电池约为80%。 2.八大优势 安全性能的改善 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。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现

象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。 寿命的改善 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 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~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。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。 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。 大容量 具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。5AH-1000AH(单体) 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

磷酸铁锂铁锂电池化工电气应用分析

论锂离子蓄电池之磷酸铁锂电池属性(化工电气应用的可行性) 磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。 工作原理: 磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。 意义: 金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)存储量较多。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。 作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。 结构与工作原理: LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。 主要性能: LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。 这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。 磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。 过放电到零电压试验: 采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。 试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。 试验的结果是,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%。这试验说明该磷酸铁锂电池即使出现过放电(甚至到0V),并存放一定时间,电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。 磷酸铁锂电池的优点:

磷酸铁锂简介

唐院长好! 麻烦您把我儿子写的"磷酸铁锂可行性报告"发给蔡总和邬总看看.,如果感兴趣可以双方面谈,地方由蔡总和邬总确定.然后通知我们.真诚感恩您! 祝夏安吉祥! 赵世平 您好: 非常感谢您能给我们这样一次机会,我们会尽可能的向您展示我们的优势,即使最终不能达成合作意愿,相信这也将是我人生中一次非常重要的经历。 首先向您介绍下我们可以做的四款锂电产品,其中两款材料已有现成生产工艺分别是磷酸铁锂和镍钴锰三元材料。另外是两款未来会用到的锂电产品分别是富锂锰基和钛酸锂,这两款材料我们已经在实验室进行了小试研究,而且已经有了一定进展。 当然在这其中我们想主推的是磷酸铁锂材料,这款材料是现在唯一可以同时担任起汽车动力电池和储能电池两类大方向的重要材料,这是由于相比起其他锂电正极材料磷酸铁锂材料在安全性能、大功率放电性能、循环性能上其他电池都无法比拟。一旦市场开始认可那么未来的用量将是无可限量的。下面简要向您介绍一下市场情况和我们的进展。 1.市场消化能力 据统计今年一季度电动汽车销量达到7000~8000辆,一般一季度是汽车销量淡季,按这种推算2012年电动汽车销量可以达到4~5万辆,按照每辆汽车消耗200公斤材料现在汽车动力电池每年消耗量已经在万吨了,未来市场将更广阔! 而在众多竞争动力汽车市场的锂电产品中,磷酸铁锂因为其超凡的安全性和不俗的容量现在是最有希望的一种。在2011年12月通用汽车已经宣布由于考虑到安全性能的问题,通用汽车旗下两款电动车将全部采用美国A123生产的磷酸铁锂材料,随后宝马公司也宣布未来开发的电动汽车也将采用磷酸铁锂材料。我们知道的A123在原料上签署的采购数量,2012年125吨/月、2013年175吨/月、2014年250吨/月。可以说动力汽车电池材料已经开始明朗起来,未来发展会很快。并且现今在电动汽车国家大幅补贴

磷酸铁锂电池SOC估算研究

1 引言 为了应对能源危机,减缓全球气候变暖,许多国家都开始重视节能减排和发展低碳经济。电动汽车因为采用电力进行驱动,可以降低二氧化碳的排放量甚至实现零排放,所以得到各国的重视而迅速发展。但是电池成本仍然较高,动力电池的性能和价格是电驱动汽车发展的主要“瓶颈”。磷酸铁锂电池因其寿命长、安全性能好、成本低等优点成为电动汽车的理想动力源。 随着电动汽车的发展,电池管理系统(BMS)也得到了广泛应用。为了充分发挥电池系统的动力性能、提高其使用的安全性、防止电池过充和过放,延长电池的使用寿命、优化驾驶和提高电动汽车的使用性能,BMS系统就要对电池的荷电状态即SOC (STate-Of-Charge)进行准确估算。SOC是用来描述电池使用过程中可充入和放出容量的重要参数。 2 问题的提出 电池的SOC和很多因素相关(如温度、前一时刻充放电状态、极化效应、电池寿命等),而且具有很强的非线性,给SOC实时在线估算带来很大的困难。 目前电池SOC估算策略主要有:开路电压法、安时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等。 开路电压法的基本原理是将电池充分静置,使电池端电压恢复至开路电压,静置时间一般在1小时以上,不适合电动汽车的实时在线检测。图1比较了锰酸锂电池和磷酸铁锂电池的开路电压(OCV)与SOC的关系曲线,LiFePO4电池的OCV曲线比较平坦,因此单纯用开路电压法对其SOC进行估算比较困难。 图1 锰酸锂和磷酸铁锂的OCV-SOC曲线 目前实际应用的实时在线估算SOC的方法大多采用安时计量法,由于安时计量存在误差,随着使用时间的增加,累计误差会越来越大,所以单独采用该方法对电池的SOC进行估算并不能取得很好的效果。实际使用时,大多会和开路电压法结合使用,但LiFePO4平坦的OCV-SOC曲线对安时计量的修正意义不大,所以有学者利用充放电后期电池极化电压较大的特点来修正SOC,对于LiFePO4电池来讲极化电压明显增加时的电池SOC大约在90%以上。电池的荷电状态与充电电流的关系可分为3个阶段进行:第一段,SOC低端(如SOC<10%),电池的内阻较大,电池不适合大电流充放电;第二段,电池的SOC中间段(如10%

磷酸铁锂电池优缺点分析

磷酸铁锂电池的优缺点大PK 磷酸铁锂电池优势 磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的,现在主要方向是动力电池,相对NI-H,Ni-Cd电池有很大优势。 磷酸铁锂动力电池七大优势: 一、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,而山东海霸能源集团有限公司生产的磷酸铁锂动力电池,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,将达到7-8年。综合考虑,性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。二、使用安全,磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题,钴酸锂和锰酸锂在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁,而磷酸铁锂以经过严格的安全测试即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸。三、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,而铅酸电池现在无此性能。四、耐高温,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。五、大容量。六、无记忆效应。 七、绿色环保。 磷酸铁锂电池的缺点及改进措施 磷酸铁锂电池也有其缺点:例如磷酸铁锂正极材料的振实密度较小,等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池,因此在微型电池方面不具有优势。 锂离子动力的电池的性能主要取决于正负极材料,磷酸铁锂作为锂动力电池材料是近几年才出现的事,国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的,这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧,穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点,是新一代锂离子电池的理想正极材料。本项目属于高新技术项目中功能性能源材料的开发,是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规划重点支持的领域。 导电性差、锂离子扩散速度慢。高倍率充放电时,实际比容量低,这个问题是制约磷酸铁锂产业发展的一个难点。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用,这是一个主要的问题。但是,导电性差目前已经得到比较完美的解决:就是添加C或其它导电剂。目前在实际生产过程中通过在前驱体添加有机碳源和高价金属离子联合掺杂的办法来改善材料的导电性(A123、烟台卓能正采用这种方法),研究表明,磷酸铁锂的电导率提高了7个数量级,使磷酸铁锂具备了和钴酸锂相近的电导特性。实验室报道当0.1C充放电时,可以达到165mAh/g 以上的比容量,实际达到135-145mAh/g,基本接近钴酸锂的水平;但是锂离子扩散速度慢的问题到目前仍然没有得到较好的解决,目前采取的解决方案主要有纳米化LiFePO4晶粒,从而减少锂离子在晶粒中的扩散距离,再者就是掺杂改善锂离子的扩散通道,后一种方法看起来效果并不明显。纳米化已经有较多的研究,但是难以应用到实际的工业生产中,目前只有A123宣称掌握了LiFePO4的纳米化产业技术。 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很大缺点。所有磷酸铁锂正极材料决定了它在小型电池如手机电池等没有优势,所以其使用范围受到一定程度的限制。即使它的成本低,安全性能好,稳定性好,循环次数高,但如果体积太大,也只能小量的取代钴酸锂。但这一缺点在动力电池方面不会突出。因此,磷酸铁锂主要是用来制作动力电池。

磷酸铁锂材料行业参考资料汇编

磷酸铁锂材料行业参考资料汇编 2008-12-09

目录 文献1:磷酸铁锂—最新全面认识 (3) 文献2:磷酸铁锂行业市场现状与发展对策 (13) 文献3:锂电池发展概况 (15) 文献4:磷酸锂铁动力锂电池的机会与挑战 (26) 文献5:磷酸锂铁引爆国际专利大战 (31) 文献6:磷酸铁锂大未来 (34) 文献7:磷酸铁锂行业全球动态 (40) 文献8:磷酸铁锂专利之争细节 (44) 文献9:磷酸铁锂的未来前景 (48) 文献10:磷酸亚铁锂的合成技术资料 (53) 文献11:锂离子电池产业的发展现况 (56) 文献12:台湾磷酸锂铁国际战略地位探讨 (62) 文献13:锂离子动力电池材料磷酸铁锂制备设备的研究 (71) 文献14:电动车使用锂电动力发展前景 (75) 文献15:新形势新格局新“锂”想 (80) 文献16:电动车发展以美日马首饰瞻 (86) 文献17:威力能源获锂铁电池专利授权 (91)

文献1:磷酸铁锂—最新全面认识 目录 1.1 LiMPO4简介 1.2 为LiFePO4正名 1.3 LFP的发现 1.4 LFP运作的原理 1.4.1 LFP的物理化学性质 1.5 LFP在产业上的应用 1.5.1 LFP上下游产业高速发展 1.5.2 Google;巴菲特与欧洲大厂纷纷宣布进入LFP产业 1.5.3 LFP材料特性与产业发展关联 1.6 LFP的专利战争 1.6.1 昂贵的和解:NTT为LFP材料向德州大学支付3000万美金和解金 1.7 LFP的再改良 1.7.1 金属位置的取代 1.7.2 LFP制备方式改良与工业化 1.8 参考文献 LiMPO4简介 磷酸锂铁(分子式LiMPO4,Lithium Iron Phosphate,又称磷酸铁锂、锂铁磷,简称LFP),是一种锂离子电池的正极材料,也称为锂铁磷电池,特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。这个看似不起眼却引发锂电池革命的新材料,为橄榄石结构分类中的一种,矿物学中的学名称为(triphyllite),是从希腊字的Tri以及fylon两个字根而来,在矿石中的颜色可为灰色,红麻灰色,棕色或黑色,相关的矿物资料可参考网站[1]。 为LiFePO4正名 LiFePO4正确的化学式应该是LiMPO4, 物理结构则为橄榄石结构, 而其中

最新动力磷酸铁锂电池的性能研究

动力磷酸铁锂电池的 性能研究

随着全球市场电动汽车商品化步伐的日益加快,对高功率和高能量锂离子动力电池需求迅速增加,亟需研究制定相关标准和测试方法。美国ATD项目、日本NEDO 项目中,已经就此开展了大量系统性研究工作,除分析研究电池的失效机理,开发长寿命、更安全的车用锂电池,同时将建立适用于各种电池体系包括循环寿命在内的测试评价方法作为项目开发的重要组成部分。我国在动力电池测试评价方法方面的研究工作开展较晚,特别是在循环寿命评价方面,由于缺乏前期工作和数据积累,对电池循环寿命的衰变机理研究不深,导致循环寿命评价方法单一,不能适应快速发展的动力电池应用需求。 磷酸铁锂动力电池体系为研究对象,通过恒流循环、工况循环及储存试验等方法,分析探讨该电池体系在循环过程中的失效机理,期望对建立合理的循环寿命评价方法有所帮助。本文研究了磷酸铁锂电池(以下称电池)在工况循环期间的容量、内阻等的变化规律以及初步分析了容量衰减机理。 1 试验 电池工况循环方式采用北京市公交车环线市区工况模型(如图1):该模型包括环线路和市区一般道路两段,环线路段为二、三、四环,分为三个阶段,且分别有加速、匀速、减速、怠速等;整个工况循环共220 s。根据纯电动车功率分配及车辆受力分析,可以计算得到电池的放电功率和回馈功率,在选定车型及电池组合情况下,可得到单体电池的行驶工况功率输入/输出曲线,如图2 所示。

图1 车辆行驶工况模型 图2 行驶工况功率输入/输出曲线 表1 为工况循环试验安排。试验温度分别为25℃(常温)和45 ℃(高温),常温模拟工况功率等级100%的试验所用电池标记为ND1,高温模拟工况功率等级100%,200%和300%的试验所用电池分别标记为AD4、AD5、AD6。试验程序为:(1)首先将电池在(25 ± 2)℃环境下充电。充电采用CC/CV方式,恒流充电电流为1.60 A (0.5C),恒流充电截止电压为3.85 V,恒压充

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