磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。从材料的原理上讲,磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程,这一原理与钴酸锂,锰酸锂完全相同。自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属,M为CoFe两者之组合:LiFeCoPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后,1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群,也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性,美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4),使得该材料受到了极大的重视,并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料,尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比,LiMPO4的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。
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,锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。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。
磷酸铁锂电池的优点:
1. 超长寿命
-铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次。
- 磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准用可达到2000次。同质量的铅酸电池是"新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1-1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,将达到7 -8年。综合考虑,性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。
2.使用安全
-磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题,钴酸锂和锰酸锂在弱碰撞下会产生爆炸,对消费者的生命安全构成威胁。而磷酸铁锂已经过严格的安全测试,即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸。
3. 可大电流快速放电
- 可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,1.5C充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池现在无此性能。
4. 耐高温
-磷酸铁锂电热峰值可达350°C—500°C,而锰酸锂和钴酸锂只在200°C左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C),有耐高温特性。
5.大容量
-具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。
6.无记忆效应
-可充电池在经常处于充满不放完的条什下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍锅电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。
7.体积小、重量轻
-同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。