(3)循环性能好:磷酸铁锂充放电反应是在LiFePO4和FePO4两相之间进行,充电时锂离子从LiFePO4中脱出形成FePO4相,放电时锂离子嵌入FePO4中形成LiFeP04。由于两物相互变过程中铁氧配位关系变化很小,故在脱嵌锂过程中虽然存在物相变化,但是没有影响其电化学性能的体积效应产生,全充态正极材料体积收缩变化仅为6.4%。而且当与碳组成电池时,刚好弥补了碳负极的体积膨胀。因此循环使用性能好。
由于具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等突出特点,磷酸铁锂被认为是最适合用作动力锂离子电池的正极材料。不过磷酸铁锂也有自己的缺陷,主要是导电率低、锂离子扩散速度慢、产品一致性不佳和专利问题。其主要局限性具体如下:
(1)磷酸铁锂的性能不如三元。磷酸铁锂电池的导电速度远不如三元电池,且锂离子的扩散速度也很慢。LiFePO4中锂离子跨越LiFePO4 / FePO4相界面的迁移速率很小,在插锂过程中,LiFePO4相的面积不断减小,所以在高电流密度下放电时,可以在相界面上通过的锂离子的量不足以维持这么大的电流,从而导致可逆容量的降低。有效的解决方法是纳米化磷酸铁锂颗粒,从而提高材料的比表面积,减少锂离子在晶粒中的扩散距离,最终提高单位质量正极材料的充电深度。目前A123 system就是采用的纳米技术处理磷酸铁锂,但有效性和产业化还有待考验。
(2)产品一致性问题。因为动力电池的电池组由大量单体电池串并联组成,虽单体LiFePO4循环可能超过2000次,但只有性能一致时,电池组才能发挥单体性能水平。要提高LiFePO4产品一致性,必须选用高品质的原料、精密的制造设备和精准控制的工艺流程,从而提升产品的良率和批次一致性。
(3)目前在国际上,磷酸铁锂原始材料专利被北美的A123、Valence、Phostech和Aleeze四家公司把持。日本NTT公司就曾被迫将拥有专利授权给德州大学(Phostech合作方),并支付3000万美元和解金。此后,日本松下等公司为了避开磷酸铁锂专利问题,将注意力转向了锰酸锂和三元材料。(这也是日韩系锂电池走上了锰路线的原因)
这是一个要命还是要体验的问题,很尴尬。目前锂电池业界分为两大阵营,一是以磷酸铁为代表的安全性阵营,主打安全,次要性能。绝对不以牺牲安全性为代价换取性能上的提升;另一派是性能路线,追求性能,在保住性能的条件下再追求安全。两条路线从技术的角度上看没有什么优劣的问题,然而这对于我们这种平头老百姓而言可就不同了。要知道特斯拉自燃起火到爆炸的时间不足3分钟,等你感受到起火的时候到爆炸可能就1分钟了,万一反应慢了。。这就要了命了。我们经常可以看到关于特斯拉自燃的新闻,最近蔚来股价暴跌也是因为自燃起火,但是你啥时候听过比亚迪自燃?而比亚迪是我国销量最大的电动汽车生产企业。(导演表示不想吹比亚迪,该公司的汽车产品虽然销量第一,但是投诉榜单也是常年霸榜。)