磷酸鐵鋰電池技術(shù)參數(shù)
1996年，德克薩斯大學(xué)發(fā)現(xiàn)磷酸鹽可作為再充電鋰電池的陰極材料。磷酸鋰具有良好的電化學(xué)性能和低電阻。這是通過(guò)納米級(jí)磷酸鹽陰極材料實(shí)現(xiàn)的。
主要優(yōu)點(diǎn)是高額定電流和長(zhǎng)循環(huán)壽命；良好的熱穩(wěn)定性，增強(qiáng)了安全性和對(duì)濫用的容忍度。如果長(zhǎng)時(shí)間保持在高電壓下，磷酸鋰對(duì)全部充電條件的耐受性更強(qiáng)，并且比其他鋰離子系統(tǒng)的應(yīng)力更小。
缺點(diǎn)是，較低的3.2V電池標(biāo)稱電壓使得比能量低于鈷摻雜鋰離子電池。對(duì)于大多數(shù)電池來(lái)說(shuō)，低溫會(huì)降低性能，升高儲(chǔ)存溫度會(huì)縮短使用壽命，磷酸鋰也不例外。
磷酸鋰具有比其他鋰離子電池更高的自放電，這可能會(huì)引起老化進(jìn)而帶來(lái)均衡問(wèn)題，雖然可以通過(guò)選用高質(zhì)量的電池或使用先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)，但這兩種方式都增加了電池組的成本。
電池壽命對(duì)制造過(guò)程中的雜質(zhì)非常敏感，不能承受水分的摻雜，由于水分雜質(zhì)的存在有些電池最短壽命只有50個(gè)循環(huán)。圖9總結(jié)了磷酸鋰的屬性。常用磷酸鋰代替鉛酸起動(dòng)蓄電池。四個(gè)串聯(lián)電池產(chǎn)生12.80V，與六個(gè)2V鉛酸電池串聯(lián)的電壓相似。車輛將鉛酸充電至14.40V（2.40V/電池）并保持浮充狀態(tài)。浮充的用意在于保持完全充電水平并防止鉛酸電池硫酸化。
通過(guò)串聯(lián)四個(gè)磷酸鋰電池，每個(gè)電池的電壓均為3.60V，這是正確的滿充電電壓。此時(shí)，應(yīng)該斷開充電，但駕駛時(shí)繼續(xù)充電。磷酸鋰容忍一些過(guò)度充電;然而，由于大多數(shù)車輛在長(zhǎng)途旅行中長(zhǎng)時(shí)間保持電壓在14.40V，可能會(huì)增加磷酸鋰電池的機(jī)械應(yīng)力。
時(shí)間會(huì)告訴我們磷酸鋰作為鉛酸電池的替代品能夠承受多長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)充電。低溫也會(huì)降低鋰離子的性能，可能會(huì)影響極端情況下的起動(dòng)能力。
磷酸鐵鋰電池的特性
高能量密度
其理論比容量為170mAh/g，產(chǎn)品實(shí)際比容量可超過(guò)140mAh/g（0.2C，25°C）;
安全性
是目前最安全的鋰離子電池正極材料;不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素;
壽命長(zhǎng)
在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上。
磷酸鐵鋰電池爆炸起火原因
磷酸鐵鋰電池在一般情況下是不會(huì)出現(xiàn)爆炸起火的的。正常使用時(shí)磷酸鐵鋰電池的安全性較高，但是事無(wú)絕對(duì)，在一些極端情況下還是會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的。這跟各公司的材料選擇、配比、工藝過(guò)程以及后期的使用是有很大關(guān)系的。
盡管磷酸鐵鋰材料從熱力學(xué)方面來(lái)說(shuō)，其熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定型是目前所有正極材料中最高的，并且在實(shí)際安全性能測(cè)試中也被驗(yàn)證，但從材料以及電池內(nèi)在發(fā)生短路的可能性和幾率來(lái)看，它可能又是最不安全的。
首先，從材料的制備來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的固相燒結(jié)反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。為了保證磷酸鐵鋰中的鐵元素是正二價(jià)，燒結(jié)反應(yīng)必須在還原性氣氛中進(jìn)行，而較強(qiáng)的還原性氣氛在將三價(jià)鐵離子還原成正二價(jià)鐵離子的過(guò)程中，存在將正二價(jià)鐵離子進(jìn)一步還原成微量單質(zhì)鐵的可能性。
單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)，這也是日本沒有將磷酸鐵鋰應(yīng)用于動(dòng)力型鋰離子電池中的主要原因之一。此外，固相反應(yīng)一個(gè)顯著的特點(diǎn)是反應(yīng)的緩慢性和不徹底性，這使得在磷酸鐵鋰中存在微量Fe2O3的可能性，美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室將磷酸鐵鋰高溫循環(huán)性差的缺陷歸結(jié)為Fe2O3在充放電循環(huán)過(guò)程中的溶解以及單質(zhì)鐵在負(fù)極上的析出。此外，為了提高磷酸鐵鋰的性能，必須將其顆粒納米化。而納米材料的一個(gè)顯著特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性較低，化學(xué)活性較高，這在某種程度上也增加了磷酸鐵鋰中鐵溶解的幾率，特別是在高溫循環(huán)與儲(chǔ)存條件下。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，在負(fù)極上通過(guò)化學(xué)分析或者能譜分析，測(cè)試到鐵元素的存在。
從磷酸鐵鋰電池制備的方面來(lái)說(shuō)，由于磷酸鐵鋰納米級(jí)顆粒較小，比表面積較高，并且由于采用碳包覆工藝，高比表面積的活性炭對(duì)空氣中的水分等氣體具有很強(qiáng)的吸附作用，造成電極加工性能不佳，粘結(jié)劑對(duì)其納米顆粒的粘附力較差。無(wú)論在電池制備過(guò)程中還是在電池的充放電循環(huán)和儲(chǔ)存時(shí)，納米顆粒都容易從電極上脫離，造成電池的內(nèi)部微短路。
當(dāng)然這只是在制作過(guò)程中的問(wèn)題，鋰電池的工藝技術(shù)發(fā)展飛快。有些工藝技術(shù)已經(jīng)非常的優(yōu)秀。