登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
3缺点
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。
国内现在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。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。
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。
4工作原理与特点
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”。
意义
截止本人增补此词条(2013年4月24日),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)最便宜。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最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。
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电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的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%)。
磷酸铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较,也在表中列出其他种类可充电电池性能。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。这里再介绍一种目前应用较广的小型标准圆柱形封装的磷酸铁锂动力电池的参数。其外廓尺寸:直径为18mm、高650mm(型号为18650),其参数性能如表2所示。
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。
磷酸铁锂电池的特点
通过上述介绍,LiFePO4电池可归纳下述特点。
高效率输出:标准放电为2~5C、连续高电流放电可达10C,瞬间脉冲放电(10S)可达20C;
高温时性能良好:外部温度65℃时内部温度则高达95℃,电池放电结束时温度可达160℃,电池的结构安全、完好;
即使电池内部或外部受到伤害,电池不燃烧、不爆炸、安全性最好;
极好的循环寿命,经500次循环,其放电容量仍大于95%;
过放电到零伏也无损坏;
可快速充电;
低成本;
对环境无污染。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,5月15日晚间,合纵科技股份有限公司(以下简称“合纵科技”)发布关于转让贵州雅友新材料有限公司(以下简称“贵州雅友”)股权的公告。公告显示,合纵科技的控股公司湖南雅城新能源股份有限公司(以下简称“湖南雅城”)持有贵州雅友55%股权,为贵州雅友控股股东。为进一步优化公司
北极星储能网获悉,据山西文水消息,5月15日,懋源新建200MW/100.83MWh独立混合储能建设项目开工仪式在文水经济开发区桑村产业园举行。本项目为独立调频电站,采用飞轮储能技术+磷酸铁锂电池组成,容量为200MW,项目建成后有望成为全国首个飞轮+锂电池混合储能独立电站,既能满足调频需求,同时又能满足
北极星储能网获悉,据东华科技ECEC消息,5月10日,在中国化学党委常委、副总经理武宪功的见证下,中国化学东华科技副总经理吴越峰与南非尼安扎国际控股有限公司(以下简称“南非尼安扎公司”)公司总裁、首席执行官多诺万·奇曼丹巴共同签署5万吨/年磷酸铁锂的基础工程设计综合服务及EPC框架合同。该项
北极星储能网获悉,5月14日,欣旺达接待机构调研时表示,公司目前正在根据市场、客户需求逐步调整磷酸铁锂动力电池占比比例,预计今年占比可以达到50%以上。在储能系统方面,公司主要聚焦电力储能、工商业储能、家庭储能、网络能源及智慧能源五大业务领域。在储能电芯方面,公司主要通过自供以及外供给
北极星储能网获悉,5月14日,江苏龙蟠科技股份有限公司发布关于控股子公司增资扩股并引入投资者的公告。为进一步增强常州锂源在磷酸铁锂正极材料产业链上的项目研发、市场拓展、产品量产等方面的综合实力,常州锂源拟增资扩股并引入投资者昆仑工融。按照增资协议约定的条款和条件,各方确认,昆仑工融
北极星储能网获悉,5月10日,江西赣锋锂业集团股份有限公司(以下简称“赣锋锂业”)发布关于受让合资公司60%股权的公告。赣锋锂业与安达科技签订了《股权转让协议》,安达科技将其持有内蒙安达60%股权(未实缴出资)以1元的价格转让给赣锋锂业,60%股权对应注册资本为3,000万元人民币。截至该报告披露
北极星电池网获悉,据魅力安宁消息,用地及周边地块(地块一)场地平整工程进行竣工验收。安宁产业园区第G012、G013批城镇建设用地及周边地块(地块一)场地平整工程项目作为安宁市招商引资项目的重要配套工程,旨在服务孚能科技24GWh磷酸铁锂电池项目的顺利落地。
北极星储能网讯,4月30日,深圳市工业和信息化局关于征求《磷酸铁锂废旧电池湿法回收技术规范(征求意见稿)》地方标准意见的通告发布。以下为原文内容:各有关单位、专家:根据《深圳市市场监督管理局关于下达2023年深圳市地方标准计划项目任务的通知》要求,由深圳佳彬科技有限公司、清华大学深圳国
北极星储能网获悉,4月30日,华能山西分公司-左权电厂新增储能调频系统设备安装项目中标候选人公示发布。中标候选人第1名:江苏金马工程有限公司,投标报价:2031000元;中标候选人第2名:洋山建设集团有限公司,投标报价:2132253元;中标候选人第3名:山西新东电力工程有限公司,投标报价:2945245元
北极星储能网获悉,4月29日,江苏巴达尔能源有限公司10GWh磷酸铁锂储能系统集成项目EPC总承包招标公告发布。江苏巴达尔能源有限公司10GWh磷酸铁锂储能系统集成项目EPC总承包招标公告
4月28日,悦达集团发布了盐城市正扬钢绳有限公司1MW/2MWh磷酸铁锂工商业储能项目施工总承包招标公告。盐城市正扬钢绳有限公司1MW/2MWh磷酸铁锂工商业储能项目施工总承包包括(包含但不限于)1MW/2MWh的工商业储能系统,本储能项目为2个0.5MW/1.0MWh并网单元,总容量为1MW/2.0MWh。储能系统通过2回0.4kV
北极星储能网获悉,冠盛股份5月15日在投资者互动平台表示,公司半固态磷酸铁锂电池建设项目预计30个月完成建设投产,产品适宜于户用储能、工商业储能和风能太阳能等大型储能领域。
北极星储能网获悉,5月8日,山东省人民政府办公厅印发《科技创新引领标志性产业链高质量发展实施方案(2024—2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,到2027年,全社会研发经费投入强度达到2.8%左右;聚焦标志性产业链领域,形成200项左右重大创新成果,新增国家、省级高层次人才2400人
北极星储能网讯,4月30日,深圳市工业和信息化局关于征求《磷酸铁锂废旧电池湿法回收技术规范(征求意见稿)》地方标准意见的通告发布。以下为原文内容:各有关单位、专家:根据《深圳市市场监督管理局关于下达2023年深圳市地方标准计划项目任务的通知》要求,由深圳佳彬科技有限公司、清华大学深圳国
2024年4月25日,北京国际汽车展览会首日,宁德时代发布全球首款兼顾1000km续航和4C超充特性的磷酸铁锂电池新品——神行PLUS。自2023年8月发布神行超充电池,到今天发布神行PLUS,宁德时代用8个月时间,再次刷新磷酸铁锂电池纪录。宁德时代首席科学家吴凯博士1000km超长续航,真正让出行无忧神行PLUS电
4月18日,宜昌缔源川江载货汽车滚装船磷酸铁锂电池储能系统采购项目竞争性磋商公告发布。宜昌缔源川江载货汽车滚装船磷酸铁锂电池储能系统包含两个600kwh/600kw级船用水冷型磷酸铁锂电池组,含电池系统、BMS、消防设备、环控设备,具备持续1C充放电能力。在航行工况可作为主电源或发电机组故障时的紧急
4月1日,随着伊通220千伏变电站通信电源技改工程结束,方形铝壳结构、叠片式的磷酸铁锂电池第一次被应用在国网吉林省电力有限公司通信系统内。这是目前吉林省建成并投入试运行的首套电力通信磷酸铁锂电池系统。该系统存储容量1200安时,可在四平市伊通地区供电异常时保证伊通220千伏变电站通信站供电30
北极星储能网获悉,4月11日,中国汽车动力电池产业创新联盟发布2024年3月动力电池月度信息。产量方面:受新能源汽车的需求带动,3月动力和其他电池产量环比回升,1-3月我国动力和其他电池同比增长。3月,我国动力和其他电池合计产量为75.8GWh,环比增长73.8%,同比增长39.8%。1-3月,我国动力和其他电
北极星储能网讯:3月28日,国家电投吉电股份发布80兆瓦时配建储能转独立储能项目EPC招标,项目位于山东寿光,两个项目总容量为40MW/80MWh,其中30MW/60MWh为磷酸铁锂电池,10MW/20MWh为铅碳电池。储能系统已经建成,并以光伏电站配建储能投入运营,接入光伏场站220kV升压站送出至中营站。配建转独立后
2023年全年,宁德时代在磷酸铁锂电池领域的市场份额被比亚迪超过,引发市场担忧。2024年1月、2月为传统淡季,宁德时代反而以45.22%的市占率实现了排名反超,并将同比亚迪在铁锂份额上的差距拉大至16个百分点。宁德时代在稳定铁锂基本盘的同时,正通过快充铁锂、CTC等一系列措施,实现更为强劲的反攻。
据内蒙古自治区呼和浩特市清水河县人民政府网站消息,3月18日,内蒙古蒙能环保科技有限公司新能源材料与绿色纤维循环利用的源网荷储项目开工建设。该项目总投资20亿元,项目一期拟建成以红土镍矿为原料的1万吨/年电池级硫酸镍生产线,二期建成退役三元电池和磷酸铁锂电池回收利用生产线。
2023年是国内锂电池产业链企业走向海外的一年。随着中国企业全球化落子提速,电动汽车市场减速的背景下,2024年将是全球新能源产业链争霸白热化的一年,中韩两国电池之争“厮杀正酣”。(本文来源:微信公众号起点锂电ID:weixin-lddsj作者:张清辉)2023年,中企拉大了与韩企的差距,前者市占率已突破
北极星储能网获悉,5月15日晚间,合纵科技股份有限公司(以下简称“合纵科技”)发布关于转让贵州雅友新材料有限公司(以下简称“贵州雅友”)股权的公告。公告显示,合纵科技的控股公司湖南雅城新能源股份有限公司(以下简称“湖南雅城”)持有贵州雅友55%股权,为贵州雅友控股股东。为进一步优化公司
近日,原子能院中国先进研究堆全面开放应用取得重要进展!荷兰代尔夫特理工大学的MarnixWagemaker教授团队与原子能院核物理研究所中子散射团队合作,在国际顶级期刊《Nature》(《自然》)上发表了锂离子电池领域的最新研究成果,题目为“Chemicalshort-rangedisorderinlithiumoxidecathodes”(“锂离
近日,中国科学院大连化物所能源催化转化全国重点实验室动力电池与系统研究部(DNL2900)陈忠伟院士团队在退役动力电池的可持续回收方面取得进展,突破现阶段萃取-沉淀-煅烧复杂三步法工艺,基于可持续浸出和共沉淀的再生策略,提出一步法退役锂离子电池正极高质量再生方案和向下一代动力电池正极材料
北极星储能网获悉,江特电机5月13日晚间公告,公司近日收到自然资源部颁发的《采矿许可证》。根据公告,此次取得采矿许可证的为“江西特种电机股份有限公司江西省宜丰县茜坑锂矿”。开采矿种为锂矿、铷、铯,有效期限自2024年4月9日至2054年4月9日。公司的茜坑锂矿中,LiO平均品位按0.44%计算,矿石资
北极星储能网获悉,据东华科技ECEC消息,5月10日,在中国化学党委常委、副总经理武宪功的见证下,中国化学东华科技副总经理吴越峰与南非尼安扎国际控股有限公司(以下简称“南非尼安扎公司”)公司总裁、首席执行官多诺万·奇曼丹巴共同签署5万吨/年磷酸铁锂的基础工程设计综合服务及EPC框架合同。该项
北极星储能网获悉,近日,福建省将乐县南部新发现花岗伟晶岩型锂多金属矿。这是福建省首次发现以锂为主,铍、铌、钽、铷等多种元素共伴生的稀有金属矿床。当前调查区内共发现9条具规模的花岗伟晶岩脉,呈成群成组分布特征,矿体呈长脉状,控制矿体长度千余米,稀有金属矿物主要为锂辉石、磷铝锂石、铌
北极星储能网获悉,5月14日,江苏龙蟠科技股份有限公司发布关于控股子公司增资扩股并引入投资者的公告。为进一步增强常州锂源在磷酸铁锂正极材料产业链上的项目研发、市场拓展、产品量产等方面的综合实力,常州锂源拟增资扩股并引入投资者昆仑工融。按照增资协议约定的条款和条件,各方确认,昆仑工融
5月9日,赣锋锂业发布公告称,近日与贵州安达科技能源股份有限公司(以下简称“安达科技”)签订了《股权转让协议》,安达科技将其持有的内蒙古自治区安达新能源科技有限公司(以下简称“内蒙安达”)60%股权(未实缴出资)以1元的价格转让给公司。据赣锋锂业2023年10月16日公告显示,两家公司为进一步
北极星储能网获悉,5月10日,江西赣锋锂业集团股份有限公司(以下简称“赣锋锂业”)发布关于受让合资公司60%股权的公告。赣锋锂业与安达科技签订了《股权转让协议》,安达科技将其持有内蒙安达60%股权(未实缴出资)以1元的价格转让给赣锋锂业,60%股权对应注册资本为3,000万元人民币。截至该报告披露
5月9日上午,河北雄安新区高新技术产业开发区正式揭牌,标志着雄安新区高新技术产业开发区管委会组织机构正式运行。雄安高新区将着力构建“一核两翼三支撑”的空间格局,更好支撑保障产业发展。以雄安高铁站为中心,率先开发建设核心区,发挥交通枢纽带动优势和“双区叠加”政策优势,发展以科技服务、
北极星储能网获悉,中国宝安5月8日在投资者互动平台表示,贝特瑞适配固态电池的正极产品已经量产,有给半固态电池厂商小批量供应高镍正极材料。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!