新型二次电池材料.ppt

1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 锂离子电池正极材料——LiFePO4 1997年A.K.Padhi首次报导磷酸铁锂（LiFePO4）具有脱嵌锂功能。该材料具有橄榄石型磷酸盐类嵌锂材料，LiMPO4（M：Mn，Fe，Co，Ni）, 成为很有潜力的锂离子电池正极材料。 工作电压范围：2.5～3.6V，平台约3.3V，比钴酸锂电池3.7V低一些。 1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 磷酸铁锂 钴酸锂 锰酸锂 镍钴酸锂 安全性 最安全 不安全 可接受 不安全 循环寿命 最佳（ 2000次） 可接受（ 1000次） 可接受（ 300次） 可接受 功率 /重量密度 可接受 好 可接受 最好 长期成本 经济 高 可接受 高 环保 最环保 危险 危险 充放电温度范围 好（ -20～70℃） 性能下降（ -20～55℃） 可接受（超过 50℃时迅速下降） 锂离子电池正极材料——LiFePO4 1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 LiFePO4 电池内部结构 橄榄石结构 锂离子电池正极材料——LiFePO4 1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 磷酸铁锂动力电池 一般锂离子电池 锂离子动力电池 镍氢电池 标准电压 (V) 3.2 3.6 或 3.7 3.6 或 3.7 1.2 工作电压范围 (V) 3.0-3.3 3.0-4.2 3.0-4.2 1.0-1.4 单位质量容量 (mAh/g) 115 180 130 80 单位体积容量 (mAh/L) 220-240 280-300 220-240 200-220 最佳充电率 (C) 0.5-1.5 0.2-0.5 0.5-1.0 0.2-0.5 工作放电率 (C) 2 1 2 0.5 最大放电率 (C) 10 1.5 5 2 瞬间大电流脉冲 (10C) 20 2 10 3 循环寿命（ 1C 充 2C 放） 95% 60% 85% 50% 2000 次 100 次 300 次 50 次 大电流放电时循环寿命 （ 1C 充 5C 放） 80% - 60% 50% 1000 次 - 300 次 10 次 自放电率 ≤ 3% 较低 较低 温度耐受性 极佳 (-20 ℃ ~70℃ 仍可正常使用 ) 高于 55 ℃或低于 -20 ℃则衰退 高于 50℃ 则迅速衰退 安全性 不燃烧 不爆炸 有可能大燃烧、爆炸 有可能燃烧、爆炸 有可能燃烧 零电压储存 30 天 无损伤 泄漏、损伤 泄漏、损伤 泄漏、损伤 环境友好度 零污染 污染小 污染小 - 电池性能 锂离子电池正极材料——LiFePO4 1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 电池特点 优点 1、高效率输出：标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C； 2、高温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池的结构安全、完好； 3、即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好； 4、极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%； 5、过放电到零伏也无损坏； 6、可快速充电； 7、低成本； 8、 对环境无污染。 锂离子电池正极材料——LiFePO4 1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 应用范围 大型电动车辆：公交车、电动汽车、 景点游览车及混合动力车等； 2、轻型电动车：电动自行车、 高尔夫球车、小型平板电瓶车、 铲车、清洁车、电动轮椅等； 3、电动工具：电钻、电锯、割草机等； 4、遥控汽车、船、飞机等玩具； 5、太阳能及风力发电的储能设备； 6、UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)； 7、替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池（尺寸完全相同）； 8、小型医疗仪器设备及便携式仪器等。 北京奥运大巴 锂离子电池正极材料——LiFePO4 1.3 锂离子二次电池 1.3.4 锂离子电池材料 磷酸铁锂的优点 1、安全。磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。当然它和其它磷酸盐的安全性能也基本一样，用磷酸铁锂做电池，绝对不用担心爆炸问题的存在。 2、稳定性高。包括高温充电的容量稳定性好，储存性能好等。这点是最大的优点，在所有知道的材料中，也是最好的。 3、环保。整个生产过程清洁无毒。所有原料都无毒。不像钴是有毒的物质。 4、价格便宜。磷酸盐采用磷酸源