4、磷酸鐵鋰（LiFePO 4）

1996年，德克薩斯大學(xué)發(fā)現(xiàn)磷酸鹽可作為再充電鋰電池的陰極材料。磷酸鋰具有良好的電化學(xué)性能和低電阻。這是通過納米級(jí)磷酸鹽陰極材料實(shí)現(xiàn)的。主要優(yōu)點(diǎn)是高額定電流和長(zhǎng)循環(huán)壽命；良好的熱穩(wěn)定性，增強(qiáng)了安全性和對(duì)濫用的容忍度。

磷酸鐵鋰是一種化合物 LiFePO4 或簡(jiǎn)稱“LFP”。LFP 具有良好的電化學(xué)性能、低電阻，是可用于鋰離子電池的最安全、最穩(wěn)定的正極材料之一。

什么是磷酸鐵鋰電池？

磷酸鐵鋰電池是一種以磷酸鐵鋰為正極材料儲(chǔ)存鋰離子的鋰離子電池。LFP 電池通常使用石墨作為負(fù)極材料。LFP 電池的化學(xué)成分使它們具有高額定電流、良好的熱穩(wěn)定性和較長(zhǎng)的生命周期。

大多數(shù)磷酸鐵鋰電池都有四個(gè)串聯(lián)的電池單元。LFP 電池的標(biāo)稱電壓為 3.2 伏。串聯(lián)四個(gè) LFP 電池會(huì)產(chǎn)生 12 伏電池，這是許多 12 伏鉛酸電池的絕佳替代選擇。

磷酸鐵鋰 Vs。替代鋰離子類型

磷酸鐵鋰只是眾多鋰離子電池中的一種。改變陰極的化合物可以制造出不同種類的鋰離子電池。一些最常見的選擇是鋰鈷氧化物 (LCO)、鋰錳氧化物 (LMO)、鋰鎳鈷鋁氧化物 (NCA)、鋰鎳錳鈷氧化物 (NMC) 和鈦酸鋰 (LTO)。

這些電池類型中的每一種都有不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，使其非常適合不同的應(yīng)用。查看這些電池類型的主要特性，我們可以看到磷酸鐵鋰電池的位置以及它們最適合哪些應(yīng)用。

能量密度

在其他鋰離子類型中，LFP 電池具有最高的特定額定功率之一。換句話說，高比功率意味著 LFP 電池可以提供大量電流和功率而不會(huì)過熱。

另一方面，重要的是要記住 LFP 電池的比能量等級(jí)最低。低比能量意味著 LFP 電池的單位重量能量存儲(chǔ)容量低于其他鋰離子電池。這通常不是什么大問題，因?yàn)榭梢酝ㄟ^并聯(lián)多個(gè)電池來增加電池組的容量。對(duì)于需要在非常輕的空間中具有極高能量密度的應(yīng)用（例如純電動(dòng)汽車），這可能并不理想。

電池生命周期

磷酸鐵鋰電池的壽命從大約 2,000 次完全放電循環(huán)開始，并根據(jù)放電深度而增加。Dragonfly Energy 使用的電池芯和內(nèi)部電池管理系統(tǒng) (BMS) 已經(jīng)過超過 5,000 次完全放電循環(huán)的測(cè)試，同時(shí)保留了原始電池容量的 80%。

LFP 的壽命僅次于鈦酸鋰。然而，LTO 電池歷來是最昂貴的鋰離子電池選項(xiàng)，這使得它們對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說成本過高。

放電率

放電率以電池容量的倍數(shù)來衡量，這意味著 100Ah 電池的 1C 放電率是 100A 連續(xù)。市售的 LFP 電池傳統(tǒng)上具有 1C 的連續(xù)放電額定值，但根據(jù)電池管理系統(tǒng)的不同，可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)超過該額定值。

LFP 電池本身通?？梢园踩靥峁┒虝r(shí)間的 25C 放電。超過 1C 的能力使您可以在可能在電流消耗中具有啟動(dòng)尖峰的高功率應(yīng)用中使用 LFP 電池。

工作溫度

LFP 電池直到 270 攝氏度左右才會(huì)進(jìn)入熱失控狀態(tài)。與其他常見的鋰離子電池選項(xiàng)相比，LFP 電池具有第二高的工作溫度限制。

超過鋰離子電池的溫度限制會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞，并可能導(dǎo)致熱失控，從而可能導(dǎo)致火災(zāi)。LFP 的高運(yùn)行極限顯著降低了發(fā)生熱失控事件的可能性。LFP 與高質(zhì)量 BMS 相結(jié)合，可在這些條件（約 57 攝氏度）之前關(guān)閉電池，具有顯著的安全優(yōu)勢(shì)。

安全優(yōu)勢(shì)

LFP 電池是所有鋰離子選項(xiàng)中穩(wěn)定的化學(xué)成分之一。這種穩(wěn)定性使它們成為面向消費(fèi)者和工業(yè)應(yīng)用的最安全選擇之一。

唯一另一個(gè)相對(duì)安全的選擇是鈦酸鋰，它通常成本過高，并且在大多數(shù)情況下無法在正確的電壓下運(yùn)行以替代 12V。

圖9：典型磷酸鋰電池成分 磷酸鋰具有良好的安全性和長(zhǎng)壽命，比能量適中，自放電能力增強(qiáng)。

匯總表

表10：磷酸鐵鋰的特性