恰逢電池行業(yè)盛會(huì)，深圳國(guó)際電池展剛剛閉幕，與上一屆電池展磷酸鐵鋰顯現(xiàn)明星風(fēng)范相比，本屆電池展可謂百花齊放，三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等多種材料展現(xiàn)了百舸爭(zhēng)流的景象。日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的二次電池行業(yè)有放棄磷酸鐵鋰的趨勢(shì)，在中國(guó)具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰應(yīng)用何去何從？筆者非電池行業(yè)的專家，給不出什么破局的好建議，在此給各位讀者簡(jiǎn)要的介紹一下磷酸鐵鋰電池材料的優(yōu)缺點(diǎn)及其改善措施，以期為民族優(yōu)勢(shì)電池材料添一份助力。

一、磷酸鐵鋰主要方向是動(dòng)力電池，它有以下幾大重點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1．超長(zhǎng)壽命。磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，在100%DOD（循環(huán)深度）條件下，可以充放電2000次以上。（DOD即循環(huán)深度,100%DOD,即電池每次放出的容量為100%。按國(guó)標(biāo)來(lái)說(shuō),100%是指電池實(shí)際容量的100%，并不是電池的標(biāo)稱容量）標(biāo)準(zhǔn)充電（5小時(shí)率）磷酸鐵鋰電池在常規(guī)條件下使用，可達(dá)到７－８年的壽命。

圖1

圖2

2．使用安全，磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰等鋰電池材料的安全隱患問(wèn)題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸對(duì)消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試即使在最惡劣的交通事故中也不會(huì)產(chǎn)生爆炸。

3．磷酸鐵鋰電池可大電流快速充放電，熱穩(wěn)定性好。磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃—500℃。

4．磷酸鐵鋰電池?zé)o記憶效應(yīng)，廢舊電池?zé)o重金屬污染，綠色環(huán)保。原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜。

二、磷酸鐵鋰電池的主要不足之處

1．磷酸鐵鋰正極材料的振實(shí)密度較小，等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池。

2．磷酸鐵鋰導(dǎo)電性差、鋰離子擴(kuò)散速度慢。高倍率充放電時(shí)，實(shí)際比容量低。

3．磷酸鐵鋰電池低溫性能差，電池組中的單體電池間存在一致性問(wèn)題。

三、磷酸鐵鋰的性能改善方法簡(jiǎn)介

正是由于以上幾點(diǎn)不足，導(dǎo)致磷酸鐵鋰遲遲沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。目前磷酸鐵鋰導(dǎo)電性差目前已經(jīng)得到比較完美的解決。最流行的就是碳包覆技術(shù)，該技術(shù)大致可分為如下幾個(gè)方案：

1．在磷酸鐵鋰中混入石墨、炭黑、乙炔黑，使得磷酸鐵鋰表面形成碳包覆層。

2．在磷酸鐵鋰中混入熱解后能生成碳包覆層的物質(zhì)，例如葡萄糖、蔗糖、聚丙烯等物質(zhì)。

3．在磷酸鐵鋰燒結(jié)后的降溫階段噴灑甲醇，甲醇受熱分解在表面形成碳膜。

除了包覆碳膜來(lái)改善導(dǎo)電性，業(yè)內(nèi)還有其它的一些技術(shù)方法。例如利用銀鏡反應(yīng)在磷酸鐵鋰表面鍍銀、在磷酸鐵鋰原料中混雜銅粉或銀粉、用導(dǎo)電有機(jī)物包覆磷酸鐵鋰等等，這里就不詳細(xì)舉例了。

低的振實(shí)密度可以說(shuō)是磷酸鐵鋰的很大缺點(diǎn)，這個(gè)不足決定了它在小型電池如手機(jī)電池等沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。但這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會(huì)突出。因此，磷酸鐵鋰主攻動(dòng)力電池領(lǐng)域，自然而然的避開(kāi)了振實(shí)密度低的缺點(diǎn)。目前工藝條件下也還有通過(guò)改善磷酸鐵鋰粒度分布來(lái)提高振實(shí)密度的辦法，但是該方法改善幅度始終是有限的。

磷酸鐵鋰電池低溫性能差。是磷酸鐵鋰材料的固有特點(diǎn)。一般情況下，對(duì)于單只電芯在0℃時(shí)的容量保持率約60～70％，-10℃時(shí)為40～55％，-20℃時(shí)為20～40％。這樣的低溫性能顯然不能滿足動(dòng)力電源的使用要求。目前的改進(jìn)技術(shù)辦法是改進(jìn)電解液體系、改善正極配方。改善電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得電池組工作時(shí)能合理散熱，停止工作時(shí)則有良好保溫效果。

單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過(guò)2000次，但電池組的壽命會(huì)大打折扣，主要原因就是磷酸鐵鋰單體電池間的差異性。電池組是由大量單體電池串并而成，只有在電池性能高度一致時(shí)，壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。磷酸鐵鋰電池要做到一致性好，關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：

1．嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量穩(wěn)定性；

2．使用精密的電池生產(chǎn)設(shè)備；

3．對(duì)工藝制作及流程的關(guān)鍵位有精細(xì)的控制模式；

4．配料過(guò)程的控制，保證漿料的均勻一致性。

5．只要生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，磷酸鐵鋰電池的一致性問(wèn)題可以得到有效解決。

（粉體圈 作者：可貞）