磷酸鐵鋰電池的工作原理是怎樣的？和三元鋰電池的區別介紹

1 磷酸鐵鋰電池的工作原理

磷酸鐵鋰電池的內部結構中正極材料是具有橄欖石結構的磷酸鐵鋰(LiFePO₄ )在電池內部的左邊構成，右邊是由石墨組成的負極材料，中間是允許鋰離子(Li ⁺)通過，卻阻止電子通過的聚合物隔膜。

在充電的時候，磷酸鐵鋰電池中正極LiFePO₄ 失去電子使其Li ⁺從正極中遷出從而形成FePO₄ ，然后，由于電場和濃度差的相互作用，它通過聚合物膜轉移到負極。

以下是磷酸鐵鋰電池的充放電機理：

2 常用的磷酸鐵鋰生產工藝及其優缺點

(1)草酸亞鐵工藝：工藝簡單、 配料容易控制;缺點是需要多次燒結，而且在預燒過程中有大量氨氣排出，污染環境，腐蝕設備，需要對廢氣進行處理，環保壓力較大;性能優異的草酸亞鐵前驅體的制備十分重要，由于草酸亞鐵制備成本較高，草酸亞鐵工藝制備磷酸鐵鋰正極材料的成本較高。

(2)鐵紅工藝：優點是工藝環保、氧化鐵成本較低；缺點是綜合性能差。

(3)全濕法工藝：優點是原料溶于水中，可以達到離子、分子水平的混合，制備出的材料一致性較好，這種工藝制備出的正極材料具有較好的低溫性能和倍率性能。缺點是這種工藝制備出的磷酸鐵鋰還需要在高溫下煅燒進行碳包覆，水熱過程中需加入過量的氫氧化鋰，成本較高，水熱反應還需在高溫高壓下進行，對設備要求很高，操作比較危險，不利于工業化生產。

(4)磷酸鐵工藝：優點是磷酸鐵可以同時提供鐵源和磷源，配料過程中只需要加入鋰鹽和碳源即可;缺點是磷酸鐵前驅體的化學成份、結構、物理化學性質、 反應活性很大程度上決定了制得的磷酸鐵鋰正極材料的綜合性能。

3 磷酸鐵鋰與三元鋰電池的比較

(1)循環壽命：磷酸鐵鋰壽命超長，循環壽命長達2000次以上;三元鋰一般在800次左右，比磷酸鐵鋰壽命短很多

(2)安全性：磷酸鐵鋰經過測試即使在最惡劣的交通事故中也不會爆炸;三元鋰在強烈的碰撞下會有出現爆炸的危險，對消費者的生命安全構成威脅

(3)耐高溫：耐高溫，磷酸鐵鋰電熱峰值可達350C~500C;在耐高溫性能方面，三元鋰電耐溫峰值只在200C左右，比磷酸鐵鋰差很多

(4)耐低溫：普通磷酸鐵鋰比其他普通三元鋰離子電池相比要差些，零下20度以下容量大打折扣;

(5)充電速度：可以實現快速充電，磷酸鐵鋰可以實現3C至5C倍率充電;三元鋰相比磷酸鐵鋰充電速度較低。

(6)電子導電率：磷酸鐵鋰電子電導率低，相對其他三元鋰離子電池正極材料的導電率低

(7)振實密度：與其他三元鋰電池比，在振實密度上磷酸鐵鋰略低

4國內主要磷酸鐵鋰產業鏈及其主要公司

國內主要磷酸鐵鋰主要供應商有：湖南雅城、湖南裕能、川恒股份、中核鈦白、正太新材料、寧夏百川、湖北云翔、安達科技、寧夏百川、天賜材料、廣東光華.

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