Безопасна ли литий-железо-фосфатная батарея?

Литий-железо-фосфатная батарея относится к литиево-ионной батарее, в которой в качестве материала положительного электрода используется фосфат лития-железа. Материалы положительного электрода литий-ионных батарей в основном включают кобальтат лития, манганат лития, никелат лития, тройные материалы, фосфат лития-железа и т.п. Среди них кобальтат лития является материалом положительного электрода, используемым в большинстве литий-ионных батарей.

Повышение уровня безопасности

Связь PO в кристалле фосфата лития-железа является стабильной и трудной для разложения, она не разрушается и не нагревается, как кобальтат лития, и не образует сильное окисляющее вещество даже при высокой температуре или перезарядке и, таким образом, имеет хорошую безопасность. Сообщалось, что во время реальной операции было обнаружено, что небольшая часть образца имеет явление горения при акупунктуре или испытании на короткое замыкание, но не произошло никакого взрыва. В эксперименте с избыточным зарядом использовался высоковольтный заряд, который в несколько раз превышал напряжение саморазряда, и было обнаружено, что явление взрыва все еще существует. Тем не менее, его безопасность от перезарядки была значительно улучшена по сравнению с обычной литиево-кобальтовой батареей с жидким электролитом.

Улучшение жизни

Литий-железо-фосфатная батарея относится к литиево-ионной батарее, в которой в качестве материала положительного электрода используется фосфат лития-железа.

Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов с длительным сроком службы составляет около 300 циклов, а максимальный - 500 раз. Литий-железо-фосфатная аккумуляторная батарея имеет срок службы более 2000 циклов, а стандартная зарядка (5 часов) может быть использована до 2000 раз. Свинцово-кислотная батарея такого же качества - это «новые полгода, старые полгода, техническое обслуживание и обслуживание в течение полугода», до 1 ~ 1,5 лет, в то время как литий-железо-фосфатные батареи используются в тех же условиях, теоретический срок службы достигнет 7 ~ 8 лет. При всестороннем рассмотрении соотношение производительности и цены теоретически более чем в четыре раза выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Сильноточный разряд можно быстро заряжать и разряжать сильным током 2С. При использовании специального зарядного устройства аккумулятор может быть полностью заряжен за 1,5 минуты после зарядки 1,5С, а пусковой ток может достигать 2С, но свинцово-кислотный аккумулятор не имеет такой производительности.

Хорошие температурные характеристики

Пиковая температура фосфата лития-железа может достигать 350 ° C-500 ° C, в то время как манганат лития и кобальтат лития составляют всего около 200 ° C.Широкий диапазон рабочих температур (-20C - + 75C), высокая термостойкость, фосфат лития-железа электрический. пик нагрева до 350 ° C-500 ° C, а манганат лития и кобальтат лития только около 200 ° C.

Высокая емкость

Его емкость больше, чем у обычных аккумуляторов (свинцово-кислотных и др.). 5AH-1000AH (одиночный)

Без эффекта памяти

Аккумуляторы работают в условиях, которые часто не полностью разряжены, и их емкость быстро падает ниже номинальной. Это явление называется эффектом памяти. Есть воспоминания, такие как никель-металлогидридные и никель-кадмиевые батареи, но литий-железо-фосфатные батареи не имеют этого явления. Независимо от того, в каком состоянии находится аккумулятор, его можно использовать с зарядкой, не нужно разряжать и заряжать.

Легкий вес

Объем литий-железо-фосфатной батареи той же емкости составляет 2/3 объема свинцово-кислотной батареи, а вес - 1/3 свинцово-кислотной батареи.

Защита окружающей среды

Обычно считается, что батарея не содержит тяжелых металлов и редких металлов (для Ni-MH батарей требуются редкие металлы), нетоксична (сертифицирована SGS), не загрязняет окружающую среду, в соответствии с европейскими правилами RoHS, является абсолютно зеленым сертификатом батареи. . Таким образом, промышленность отдает предпочтение литиевым батареям, главным образом, из соображений защиты окружающей среды. Таким образом, аккумулятор был включен в национальный план развития высоких технологий «863» в течение периода «десятой пятилетки» и стал ключевым национальным проектом поддержки и поощрения. Со вступлением Китая в ВТО объем экспорта электрических велосипедов в Китае будет быстро расти, и электрические велосипеды, поступающие в Европу и США, должны быть оснащены экологически чистыми батареями.

Однако некоторые эксперты заявили, что загрязнение окружающей среды свинцово-кислотными батареями в основном происходит в процессе производства и переработки на предприятиях. Точно так же литиевые батареи хороши для новой энергетики, но они не могут избежать проблемы загрязнения тяжелыми металлами. Свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, хром и т. Д. При обработке металлических материалов могут попадать в пыль и воду. Сама батарея представляет собой химическое вещество, поэтому может быть два вида загрязнения: один - это загрязнение технологическими отходами в процессе производства; другой - загрязнение батареи после лома.

Литий-железо-фосфатные батареи также имеют свои недостатки: например, плохие низкотемпературные характеристики, низкая плотность утряски материала положительного электрода и литий-железо-фосфатные батареи, имеющие емкость больше, чем оксид лития-кобальта, и, следовательно, не имеют преимуществ с точки зрения микро аккумулятор. При использовании в силовой батарее литий-железо-фосфатная батарея, как и другие батареи, должна сталкиваться с проблемами целостности батареи.

Сравнение силовой батареи

В настоящее время наиболее перспективными катодными материалами для силовых литий-ионных аккумуляторов являются модифицированный манганат лития (LiMn2O4), фосфат лития-железа (LiFePO4) и литий-никель-кобальт-марганцевый оксид (Li (Ni, Co, Mn) O2). Обычно считается, что тройные никель-кобальт-манганатные тройные материалы трудно стать основным направлением литий-ионных батарей силового типа для электромобилей из-за нехватки ресурсов кобальта и высокого содержания никеля и кобальта, а также колебаний цен, но это может быть связано в манганат шпинели. Литий смешивается в определенном диапазоне.

Промышленное приложение

Алюминиевая фольга с углеродным покрытием привносит технологические инновации и промышленное обновление в промышленность литиевых батарей.

Улучшите производительность литиевой батареи и увеличьте скорость разряда

В связи с ростом спроса на характеристики аккумуляторов со стороны отечественных производителей аккумуляторов в Китае получили широкое признание новые материалы для аккумуляторов: проводящие материалы и алюминиевая фольга с проводящим покрытием / медная фольга.

Преимущество состоит в том, что при обработке материала аккумулятора он часто имеет высокую скорость заряда и разряда, большую удельную емкость, но стабильность цикла плохая, затухание серьезное и т. Д., И ему приходится торговать. -выключенный.

Это волшебное покрытие, улучшающее характеристики аккумулятора и переносящее его в новую эру.

Электропроводящее покрытие состоит из диспергированных частиц, покрытых нанопроводящим графитом, и т.п. Он обеспечивает отличную статическую проводимость и представляет собой защитный слой, поглощающий энергию. Он также обеспечивает хорошую защиту от окклюзии. Покрытие на водной основе и на основе растворителя может наноситься на биполярные пластины из алюминия, меди, нержавеющей стали, алюминия и титана.

Покрытия с углеродным покрытием обеспечивают следующие улучшения характеристик литиевых батарей.

1. Уменьшить внутреннее сопротивление батареи и подавить рост динамического внутреннего сопротивления во время цикла зарядки и разрядки;

2. Значительно улучшить консистенцию аккумуляторной батареи и уменьшить состав батареи;

3. Улучшить адгезию и адгезию активного материала и токоприемника, а также снизить стоимость изготовления полюсного наконечника;

4. Уменьшите поляризацию, улучшите характеристики скорости и уменьшите тепловые эффекты;

5. Предотвратить коррозию токоприемника электролитом;

6. Комбинированный фактор еще больше продлевает срок службы батареи.

7. Толщина покрытия: обычная односторонняя толщина 1 ~ 3 мкм.

В последние годы Япония и Южная Корея в основном разрабатывали литий-ионные аккумуляторы силового типа с использованием модифицированного манганата лития и тройных материалов литий-никель-кобальт-марганец в качестве катодных материалов, таких как Panasonic EV Energy, совместное предприятие Toyota и Matsushita, Hitachi, Sony. , и Нью-Кобе. Motor, NEC, Sanyo Electric, Samsung и LG, США, в основном, разрабатывают литий-ионные батареи с фосфатом лития-железа в качестве материала положительного электрода, такие как A123 Systems и Valence, но основные американские автопроизводители выбирают катодные материалы на основе марганца для своего лития. -ионовые батареи в своих PHEV и электромобилях. Сообщается, что американская компания A123 рассматривает возможность выхода на рынок материалов на основе манганата лития, в то время как европейские страны, такие как Германия, в основном сотрудничают с другими национальными компаниями по производству аккумуляторов, такими как Daimler-Benz и France Saft Alliance, немецкий Volkswagen и Японское соглашение Sanyo. Ждать. В настоящее время Volkswagen в Германии и Renault во Франции также разрабатывают и производят силовые литий-ионные аккумуляторы при поддержке своих правительств.

Страница содержит содержимое машинного перевода.