磷酸鐵鋰電池是否有污染?磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)有哪些
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2020-05-08 16:19
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磷酸鐵鋰電池作為新能源,本著穩(wěn)定性,壽命長(zhǎng),無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,但它就像轉(zhuǎn)基因問(wèn)題醫(yī)院不可以隨意忽視。當(dāng)磷酸鐵鋰電池用完時(shí),最好寄回廠家回收,這個(gè)產(chǎn)品雖然是新能源,號(hào)稱對(duì)環(huán)境無(wú)污染,綠色環(huán)保,但它也不能避免重金屬污染的問(wèn)題,但如果隨意丟棄對(duì)土地的危害也會(huì)很大。
比亞迪汽車宣稱磷酸鐵鋰電池作為動(dòng)力能源設(shè)備零污染,因此企業(yè)對(duì)磷酸鐵鋰電池抱有很大前景,作為新世紀(jì)能源,難道是真的一點(diǎn)污染都不會(huì)嗎?答案是否定的。無(wú)論是一般電池或是鋰電池,因?yàn)殡姵乇旧砭褪且环N化學(xué)物質(zhì),當(dāng)放置到大自然隨著時(shí)間推移內(nèi)部物質(zhì)開(kāi)始分解,當(dāng)保護(hù)外殼損壞內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生泄露,這種物質(zhì)就有可能對(duì)外界產(chǎn)生影響。假如不知道怎么處置,可以先自收起來(lái),等到有機(jī)會(huì)再送去收集站。其實(shí)現(xiàn)在也有專門的回收廢舊電池的垃圾箱、而且垃圾站也會(huì)分類, 也可直接送至當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保局。
不管怎么說(shuō),鋰電池的污染還是會(huì)有的,只是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小而已。我們生活在同一個(gè)地球上,自覺(jué)性要從自我做起,而且廢舊的電池不能和生活其它種類的垃圾混在一起,要分開(kāi)處置。廢舊電池回收已經(jīng)不是一兩天的號(hào)召,一般干電池含重金屬成分,會(huì)有毒害性,嚴(yán)重?fù)p害環(huán)境人體危害。人們要形成保護(hù)環(huán)境意識(shí),大家都這樣做,才會(huì)有影響力,相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè)才會(huì)積極的發(fā)展。
磷酸鐵鋰動(dòng)力電池七大優(yōu)勢(shì)
1、超長(zhǎng)壽命。長(zhǎng)壽命鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右,最高也就500次,而山東海霸能源集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池,循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上,標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用,可達(dá)到2000次。同質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”,最多也就1—1.5年時(shí)間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用,將達(dá)到7-8年。綜合考慮,性能價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。
2、使用安全。磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問(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,而磷酸鐵鋰已經(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、可大電流。2C快速充放電,在專用充電器下,1.5C充電40分鐘內(nèi)即可使電池充滿,起動(dòng)電流可達(dá)2C,而鉛酸電池現(xiàn)在無(wú)此性能。
4、耐高溫。磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃—500℃,而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
5、大容量。
6、無(wú)記憶效應(yīng)。
7、綠色環(huán)保。
二、磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)及改進(jìn)措施
磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn):例如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,因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì)?!?/div>
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,這個(gè)問(wèn)題是制約磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。磷酸鐵鋰之所以這么晚還沒(méi)有大范圍的應(yīng)用,這是一個(gè)主要的問(wèn)題。但是,導(dǎo)電性差目前已經(jīng)得到比較完美的解決:就是添加C或其它導(dǎo)電劑。目前在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)在前驅(qū)體添加有機(jī)碳源和高價(jià)金屬離子聯(lián)合摻雜的辦法來(lái)改善材料的導(dǎo)電性(A123、煙臺(tái)卓能正采用這種方法),研究表明,磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率提高了7個(gè)數(shù)量級(jí),使磷酸鐵鋰具備了和鈷酸鋰相近的電導(dǎo)特性。實(shí)驗(yàn)室報(bào)道當(dāng)0.1C充放電時(shí),可以達(dá)到165mAh/g以上的比容量,實(shí)際達(dá)到135-145mAh/g,基本接近鈷酸鋰的水平;但是鋰離子擴(kuò)散速度慢的問(wèn)題到目前仍然沒(méi)有得到較好的解決,目前采取的解決方案主要有納米化LiFePO4晶粒,從而減少鋰離子在晶粒中的擴(kuò)散距離,再者就是摻雜改善鋰離子的擴(kuò)散通道,后一種方法看起來(lái)效果并不明顯。納米化已經(jīng)有較多的研究,但是難以應(yīng)用到實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,目前只有A123宣稱掌握了LiFePO4的納米化產(chǎn)業(yè)技術(shù)。
振實(shí)密度較低。一般只能達(dá)到0.8-1.3,低的振實(shí)密度可以說(shuō)是磷酸鐵鋰的很大缺點(diǎn)。所有磷酸鐵鋰正極材料決定了它在小型電池如手機(jī)電池等領(lǐng)域沒(méi)有優(yōu)勢(shì),所以其使用范圍受到一定程度的限制。即使它的成本低,安全性能好,穩(wěn)定性好,循環(huán)次數(shù)高,但如果體積太大,也只能小量的取代鈷酸鋰。但這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會(huì)突出。因此,磷酸鐵鋰主要是用來(lái)制作動(dòng)力電池。
磷酸鐵鋰電池低溫性能差。盡管人們通過(guò)各種方法(例如鋰位、鐵位、甚至磷酸位的摻雜改善離子和電子導(dǎo)電性能,通過(guò)改善一次或二次顆粒的粒徑及形貌控制有效反應(yīng)面積、通過(guò)加入額外的導(dǎo)電劑增加電子導(dǎo)電性等)改善磷酸鐵鋰的低溫性能,但是磷酸鐵鋰材料的固有特點(diǎn),決定其低溫性能劣于錳酸鋰等其他正極材料。一般情況下,對(duì)于單只電芯(注意是單只而非電池組,對(duì)于電池組而言,實(shí)測(cè)的低溫性能可能會(huì)略高,這與散熱條件有關(guān))而言,其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。當(dāng)前一些廠家通過(guò)改進(jìn)電解液體系、改進(jìn)正極配方、改進(jìn)材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升,但還未真正滿足需求。
電池存在一致性問(wèn)題。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,有可能是500次。因?yàn)殡姵亟M是由大量單體電池串并而成,其工作狀態(tài)好比一群人用繩子綁在一起跑步,即使每個(gè)人都是短跑健將,如果大家的動(dòng)作一致性不高,隊(duì)伍就跑不快,整體速度甚至比跑得最慢的單個(gè)選手的速度還要慢。電池組同理,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。而在現(xiàn)有的條件下,由于種種原因,制作出來(lái)的電池一致性不佳,進(jìn)而影響到電池的使用性能和整體壽命,因此應(yīng)用在動(dòng)力汽車上存在一定障礙。
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