动力锂电池磷酸铁锂电池应用.docxVIP

能源新星－动力锂电池

磷酸铁锂电池

全球主要锂离子电池企业的投产和生产计划

目前国内锂电池生产结构分析

随着国内锂电池产业链的逐步完善，以及应用市场需求的逐步扩大，锂电池市场将呈现持续性增长的趋势，加上中国作为一个低廉的劳动成本和丰富的原材料资源大国，锂电池市场格局将不再被日韩厂商所主导。

国内锂电池厂商多集中在广东、深圳、浙江、天津等地，其中，深圳是国内最大的锂电池生产基地，有代表性的是比亚迪、比克、ATL等。

主流锂离子电池材料报价

锂电池技术背景

1.定义：

锂电池的全称应该叫锂离子电池（简称LIB），在20世纪90年代

初索尼公司将锂电池产业化。它以碳为负极，以含锂的化合物作正极；在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池名称的由来。

2.内部结构：

锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜等组成。

l正极：由含锂的过渡金属氧化物组成，常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。

l负极：石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒

l电解液：一种有机电解液，大部分是由六氟磷酸锂（LiFL6）加上有机溶剂配成。（六氟磷酸锂由五氯化磷和溶解在无水氟化氢中的氟化锂反应结晶而成）

l隔膜：一种特殊的复合膜，它的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时能够允许锂离子通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前主要是聚乙烯

（PE）或者聚丙烯（PP）微孔膜。

3.工作原理：

当外部电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。当电池放电时，机理与充电是刚好是相反

的，以LiFePO4为例，其化学反应方程式为：

4.锂电池分类：

聚合物锂电池和锂离子电池主要区别在电解质，锂离子电池的电解质是液态的，聚合物电池的电解质是胶体型、或者固态聚合物。聚合物锂电池的反应原理和锂离子电池一样，一般以软包的形

式，形状可塑性强；锂离子电池一般做成圆柱形或者方形。从安全角度来讲，聚合物锂电池比锂离子电池更安全。

5.锂电池充电曲线（cc－cv模式）

恒压模式一般被称为涓流充电，其电流一般很小（降到0.1C以下），一般

用整个充电时间的1/3充满容量的1/10。

6.锂电池产业链：

在上游原材料中，正极材料是锂电池中最为关键的原材料，

直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的1/3左右。

材正料（，简称，池也，

一样的。

?LiFePO4正确的化学式为LiMPO4，（M可以是任何金属，如Fe，Co，Mn，Ti等）。

?其物理结构为橄榄石结构，从结构来看，可以用在锂离子电池的正极材料还有AyMPO4,Li1-xMFePO4,LiFePO4.MO等都可以做正极材料。

?其特色是不含贵重元素，原料价格低且磷，铁，锂在地球上的资源含量丰富，供料不会存在很大问题。

?除具有锂电池的共性特点外，还有一些特有的优点，比如其工作电压适中（3.2V），容量大(170mAh/g)，高放电功率，

可

快速充电且循环寿命长（高达2000次），在高温与高热环境下的稳定性高。`

磷酸铁锂工作原理图

宏观图

微观结构图

LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。

磷酸铁锂的特点分析（一）:

优点

1.LiFePO4电池的标称电压是3.2V（稳定的放电平台）、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V;

2.比容量大，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；

3.工作温度范围宽广（-20℃——+75℃),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℃,电池内部结构安全、完好；

4.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；

5.极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%；实验室制备的磷酸铁锂单体电池在进行IC的循环测试时，循环寿命高达2000次。

磷酸铁锂的特点分析（二）:

优点

6.过放电到零伏也无损坏，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良

好，容量为100%；存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。

7.可快速充电，自放电少，无记忆效应：可大电流2C快速充放

电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起

动电流可达2C,；