1、磷酸铁锂材料及电池
1)三维空间网状橄榄石结构的LiFePO4,形成了一维的Li+传输通道,限制了Li+的扩散;同时,八面体FeO6共顶相连,使其电子电导率较低,在大倍率放电时极化较大。为解决LiFePO4材料较低的锂离子扩散和电子电导率,当前技术主要通过纳米化、碳包覆、掺杂等手段加以改善。LiFePO4材料充放电过程主要在LiFePO4及FePO4两相之间相互转变,体积变化率小,使得材料极其稳定,因而磷酸铁锂材料及电池的安全和稳定性毋庸置疑。
图 1 磷酸铁锂材料的结构模型图
2)磷酸铁锂电池主要有以下特点:
(1) 磷酸铁锂电池循环性能极好,能量型电池循环寿命可长达3000~4000次,倍率型电池的循环甚至可达上万次;
(2) 磷酸铁锂电池具有优异的安全性能,即使在高温下仍可保持较稳定的结构,使得磷酸铁锂电池安全可靠,甚至在电池出现变形损坏时也不会出现冒烟、起火等安全事故。
(3)另一方面,磷酸铁锂原料资源较为丰富,极大地降低了材料及电池的使用成本,同时由于铁磷元素对环境友好,磷酸铁锂材料及电池对环境无污染。
(4)但是,LiFePO4材料的结构特性决定材料具有较低的离子和电子电导率,而且随着温度降低,电子转移阻抗和电荷迁移阻抗均迅速增加,导致其电池低温性能较差。
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