各温度下放电曲线
相比其他来说,磷酸铁有着更大的工作温度范围,在-20°C至+75°C下均可正常工作,一些具有耐高温特性的磷酸铁还可以在350°C至500°C范围内正常工作,相比锰酸锂和钴酸锂的200°C极限值有着更多的优势。
所以,相比钴酸锂和锰酸来说,磷酸铁锂最为明显的优势就是极高的安全系数、支持快速充电(大电流充电)和更宽广的工作温度范围。可以让消费者不必再为的安全问题而担心的同时,也能够在更加恶劣的环境中正常使用。不过,相比目前使用广泛的钴酸锂和锰酸来说,磷酸铁锂也存在着一些不足。
三大缺点令磷酸铁锂并不完美
在简单介绍完磷酸铁的优点之后,再来让我们看看目前存在的一些不足。磷酸铁锂的缺点主要是振实密度低、存在一致性问题和较高的制作成本三方面。
对于锂离子电池来说,振实密度的大小能够决定在相同容量下电池的体积大小,而较低的振实密度是目前磷酸铁需要亟待解决的一个缺点。相比钴酸锂和锰酸锂来说,相同容量的磷酸铁体积则要更大,这也就是为什么磷酸铁没有在手机电池等领域兴起的一个原因。不过对于移动电源领域来说,相同6000mAh的不同电池在尺寸上的差距并不明显,属于用户可接受范围之内。
虽然磷酸铁相比钴酸锂和锰酸来说,在寿命上有着绝对的领先优势。不过在电池组模式下时,其寿命会大幅降低。因为电池组是由大量单体电池通过串并的方式连接到一起的,如果整个电池组中有一个电池出现故障,那么更换则非常麻烦。这也就是为什么目前电动汽车内电池组标称的循环寿命同样为500次的原因。
由于磷酸铁锂正极中的材料物理性能和其他材料相差较大,粒度小,振实密度小等因素的影响,所以在制作工艺上的工艺要求较高,加上其标称电压为3.2V,低于普通3.7V的电压,所以在制造整个电池组成本和相关制造设备和工艺上的要求要高于其他。
除了以上介绍磷酸铁的三大弊端之后,还有一个潜在的问题在阻碍磷酸铁的发展,就是正极材料的专利纷争问题。让目前磷酸铁锂的整体成本要高于早已普及的钴酸锂和锰酸。不过值得欣慰的是,近期其专利问题已经得到缓解。
移动电源应用方面前景广阔
下表为磷酸铁和锰酸锂、钴酸的几个比较明显的数据对比,主要通过标称电压、充放电压范围、体积比能量等几大方面进行对比。
从上表中我们可以看出,磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂三种使用不同正极材料的电池,虽然统称为锂离子电池,不过从其功能特性来看,还是存在较大差别的。