磷酸铁锂电池存在的不容忽视的缺陷

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磷酸铁锂电池存在的不容忽视的缺陷

磷酸铁锂电池存在的不容忽视的缺陷
国内现在普遍选择磷酸铁锂电池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。但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷,下面由电池之都为大家讲解磷酸铁锂电池存在的不容忽视的缺陷:
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。最早的有关磷酸铁锂专利申请在1993年6月25日由F X MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)获得,并于同年8月19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,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。
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18650锂电池充电规则有哪些
18650是分别代表着直径和高度的圆柱体电池。现在多用于称单颗移动照明的锂电池等。随着锂电池被广泛的应用,其充电问题就是我们关心的问题之一,下面由电池之都为大家讲解18650锂电池充电规则有哪些:
18650锂电池的标称电压同样是3.7V,最高限制电压4.2V。常用在强光手电筒,头灯等方面。还可以组合起来制作成医疗、电动工具上用。一般电池如没要求的话都是要带板的。带板是为了防止充电过时,或者用电太干净而导致电池报废。不过18650最多用于笔记本电池上,还有一些强光手电也在用它,当然,它的性能是非常优异的,所以只要容量和电压合适,是比其它材料的电池要优良很多的。手电,MP3,对讲机,手机。只要电压在3.5--5V的电器都可以用。
18650锂电池充电控制是分为两个阶段的,第一阶段是恒流充电,在电池电压低于4.2V时,充电器会以恒定电流充电。第二阶段是恒压充电阶段,当电池电压达到4.2V时,由于锂电池特性,如果电压再高,就会损坏,充电器会将电压固定在4.2V,充电电流会逐步减小,当电流减小到一定值时(一般是1/10设置电流时),切断充电电路,充电完成指示灯亮,充电完成。
那对于18650锂电池的充电器来说,它是需要控制精度高的,因为如果精度上不够好的话,电池会容易出现异常,最坏的就是电池报废。
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锂离子电池的安全特性的四个表现
为了确保锂离子电池安全可靠的使用,锂电池在设计的时候,专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计,以达到电池安全考核指标,保障电池安全使用。下面由电池之都为大家讲解锂离子电池的安全特性的四个表现:
(1)、隔膜135℃自动关断保护
采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下,复合膜两侧的PE膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。
(2)、向电液中加入添加剂
在电池过充,电池电压高于4.2v的条件下,电液添加剂与电液中其他物质聚合,电池内阻大副增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。
(3)、电池盖复合结构
电池盖采用刻痕防爆结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。
(4)、各种环境滥用试验
进行各项滥用试验,如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等,考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验,考察电池在实际使用环境下的性能情况。
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