磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池電極材料,化學式為LiFePO4(簡稱LFP),主要用于各種鋰離子電池。磷酸鐵鋰具有有序規(guī)整的橄欖石型結構,其中的鋰離子具有一維可移動性。充放電過程中可以可逆的脫出和嵌入。
磷酸鐵鋰起步較早,技術發(fā)展較為成熟,其核心優(yōu)勢是價格低廉,環(huán)境友好、較高的安全性能、較好的結構穩(wěn)定性與循環(huán)性能。劣勢在于低溫性能差、能量密度低。
磷酸錳鐵鋰屬于磷酸鐵鋰與磷酸錳鋰混摻的產(chǎn)物,與磷酸鐵鋰結構相同,均為有序規(guī)整的橄欖石型結構。磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰具有相同的低成本、高安全性能,高熱穩(wěn)定性,針刺、過充不發(fā)生自燃,壽命長、安全無爆炸風險的優(yōu)點,可以說是兼具磷酸鐵鋰和磷酸錳鋰優(yōu)點,同時還可以彌補了磷酸鐵鋰能量密度低的短板,因此也被譽為“磷酸鐵鋰的升級版”。
磷酸鐵鋰與磷酸錳鐵鋰的參數(shù)對比
1.電池能量密度更大且續(xù)航能力更強。
磷酸錳鐵鋰理論容量與磷酸鐵鋰相同,為170mAh/g;但磷酸錳鐵鋰相對于Li/Li的電極電勢為4.1V,遠高于磷酸鐵鋰的3.4V,且位于有機電解液體系的穩(wěn)定電化學窗口,相比磷酸鐵鋰提升了0.7V,平臺電壓提升了20%,從而促使在相同體積質(zhì)量下的磷酸錳鐵鋰的能量密度從578Wh/kg提升到697Wh/kg。
2. 制造成本更低。
磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰材料用量的主要區(qū)別在于所需錳源的用量變化,每kWh的磷酸鐵鋰正極需要鐵源0.61kg,而每kWh的磷酸錳鐵鋰正極需要鐵源0.13kg+錳源0.38kg。
磷酸錳鐵鋰的缺陷
磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰對比,磷酸錳鐵鋰具有以下缺陷:
1、磷酸錳鐵鋰的循環(huán)壽命較短、充放電能力較差。磷酸錳鐵鋰中有錳元素的加入,錳的溶出會導致循環(huán)壽命變短,充放電能力和壽命變差。
2、磷酸錳鐵鋰的低電導率導致其容量難以發(fā)揮、且與電解質(zhì)會發(fā)生副反應導致其材料的容量難以發(fā)揮。
磷酸錳鐵鋰正極材料電池作為一種實用新型鋰電池,代表了電池未來發(fā)展的方向。它是迄今為止發(fā)明的最理想的動力電池。未來甚至會成為最廉價的動力電池,是電池產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的核心產(chǎn)品之一。相比其他動力電池有無可比擬的優(yōu)勢。