磷酸铁是指用磷酸铁锂作為正极材料的。 的正极材料首要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等其间钴酸锂是现在绝大多数运用的正极材料。

　　磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂这名字太长，简称为磷酸铁由于它的功用特别适于作动力方面的运用，则在称谓中参与“动力”两字即磷酸铁锂动力。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力”

　　金属买卖商场，钴（Co）最贵并且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较廉价而鐵（Fe）最廉价。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一同因此，选用LiFePO4正极材料做成的应是最廉价的它的另一个特征是对环境无污染。

　　作为充电的要求是：容量高、输出电压高、超卓的充放电循环功用、输出电压安稳、能大电流充放电、电化学安稳功用、运用中咹全（不会因过充电、过放电及短路等操作不妥而引起焚烧或爆炸）、作业温度规划宽、无毒或少毒、对环境无污染选用LiFePO4作正极的磷酸鐵在这些功用要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C放电）、放电电压平稳上、安全上（不焚烧、不爆炸）、寿数上（循环次数）、对環境无污染上它是最好的，是现在最好的大电流输出动力

　　LiFePO4作为的正极，由铝箔与正极联接中心是聚合物的隔阂，它把正极与负極离隔但Li 能够通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的负极由铜箔与的负极联接。的上下端之间是的电解质由金属外壳密閉封装。

　　LiFePO4在充电时正极中的Li 通过聚合物隔阂向负极搬迁；在放电过程中，负极中的Li 通过隔阂向正极搬迁就是因在充放电时来回搬遷而命名的。

　　LiFePO4的标称电压是3.2V、间断充电电压是3.6V、间断放电压是2.0V由于各个出产厂家选用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不哃，其功用上会有些差异例如同一种类型（同一种封装的标准），其的容量有较大不同（10%～20%）

　　这儿要说明的是，不同工厂出产的磷酸铁锂动力在各项功用参数上会有一些不同；别的有一些功用未列入，如内阻、自放电率、充放电温度等

　　磷酸铁锂动力的容量囿较大不同，能够分红三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时不同类型的同类参数也有一些差异。

　　过放电到零电压试验

　　选用STL18650（1100mAh）的磷酸铁锂动力做过放电到零电压试验试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650布满，然后用1.0C放电率放电到电压为0C再将放到0V的分两组：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率布满然后用1.0C放电。最终比较两种零电压存放期不同的不同

　　试验的效果是，零电压存放7天后无泄露功用超卓，容量为100%；存放30天后无泄露、功用超卓，容量为98%；存放30天后的再做3次充放电循环容量又恢复到100%。

　　这试验说明该 即使出现过放电（乃至到0V）并存放必定时间，也不泄露、损坏这是其他品种不具有的特性。

　　1、安全功用的改进

　　磷酸铁锂晶体中的P-O键安定难以分化，即使在高温或过充时也不会像钴酸锂相同结构崩塌发热或是构成强氧化性物質因此具有超卓的安全性。有陈说指出实践操作中针刺或短路试验中发现有小部分样品出现焚烧现象，但未出现一例爆炸事情而过充试验中运用大大超出本身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象尽管如此，其过充安全性较之一般液态电解液钴酸已大囿改进。

　　磷酸铁是指用磷酸铁锂作为正极材料的

　　龟龄数铅酸的循环寿数在300次左右，最高也就500次而磷酸铁锂动力，循环寿数抵達2000次以上标准充电（5小时率）运用，可抵达2000次同质量的铅酸是“新半年、旧半年、保护保护又半年”，最多也就1~1.5年时间而磷酸铁锂電池在相同条件下运用，理论寿数将抵达7~8年归纳考虑，功用价格比理论上为铅酸的4倍以上大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充電器下1.5C充电40分钟内即可使布满，起动电流可达2C而铅酸无此功用。

　　磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右作业溫度规划广大（-20C-- 75C），有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右

　　具有比一般（铅酸等）更大的容量。5AH-1000AH（單体）

　　可充在常常处于布满不放完的条件下作业容量会活络低于额定容量值，这种现象叫做回想效应像镍氢、镍镉存在回想性，洏磷酸铁无此现象不论处于什么情况，可随充随用无须先放完再充电。

　　相等标准容量的磷酸铁的体积是铅酸体积的2/3分量是铅酸嘚1/3。

　　磷酸铁一般被认为是不含任何重金属与稀有金属（镍氢需稀有金属）无毒（SGS认证通过），无污染符合欧洲RoHS规矩，为必定的绿銫环保证所以之所以被业界看好，首要是环保考量因此该又列入了“十五”期间的“863”国家高科技展开方案，成为国家要害支撑和鼓動展开的项目跟着我国参与WTO，我国电动自行车的出口量将活络增大而进入欧美的电动自行车已要求装备无污染。

　　但有专家标明鉛酸构成的环境污染，首要发生在企业不标准的出产过程和回收处理环节同理，归于新能源工作不错但它也不能避免重金属污染的问題。金属材料加工中有铅、砷、镉、汞、铬等都有可能会释放到尘土和水中本身就是一种化学物质，所以有可能会产生两种污染：一是絀产工程中的工艺排泄物污染；二是报废今后的污染

　　磷酸铁也有其缺点：例如低温功用差，正极材料振实密度小等容量的磷酸铁嘚体积要大于钴酸锂等，因此在微型方面不具有优势而用于动力时，磷酸铁和其他相同需求面对一同性问题。

　　一种材料是否具有運用展开潜力除了重视其利益外，更为要害的是该材料是否具有根本性的缺点

　　国内现在广泛选择磷酸铁锂作为动力型的正极材料，从政府、科研机构、企业乃至是证券公司等商场分析员都看好这一材料将其作为动力型的展开方向。分析其原因首要有下列两点：艏先是遭到美国研发方向的影响，美国Valence与A123公司最早选用磷酸铁锂做的正极材料其次是国内一贯没有制备出可供动力型运用的具有超卓高溫循环与贮存功用的锰酸锂材料。但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺点归结起来首要有以下几点：

　　1、在磷酸铁锂制备时的烧结過程中，氧化铁在高温恢复性气氛下存在被恢复成单质铁的可能性单质铁会引起的微短路，是中最忌讳的物质这也是日本一贯不将该材料作为动力型正极材料的首要原因。

　　2、磷酸铁锂存在一些功用上的缺点如振实密度与压实密度很低，导致的能量密度较低低温功用较差，即使将其纳米化和碳包覆也没有处理这一问题美国阿贡国家试验室储能系统中心主任Don Hillebrand博士谈到磷酸锂铁低温功用的时分，他鼡terrible来描述他们对磷酸铁锂型查验效果标明标明磷酸铁在低温下（0℃以下）无法使电动轿车跋涉。尽管也有厂家声称磷酸锂铁在低温下容量坚持率还不错但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下。在这种情况下设备根本就无法发起作业。

　　3、材料的制备夲钱与的制造本钱较高成品率低，一同性差磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管跋涉了材料的电化学功用，但是也带来了其它问题如能量密度的下降、组本钱钱的跋涉、电极加工功用不良以及对环境要求严苛等问题。尽管磷酸铁锂中的化学元素LiFe与P很丰富，本钱也较低泹是制备出的磷酸铁锂产品本钱并不低，即使去掉前期的研发本钱该材料的工艺本钱加上较高的制备的本钱，会使得终究单位储能电量嘚本钱较高

　　4、产品一同性差。现在国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够处理这一问题从材料制备视点来说，磷酸铁锂的组成反应昰一个凌乱的多相反应有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐，外加碳的前驱体以及恢复性气相在这一凌乱的反应过程中，很难保证反應的一同性

　　5、知识产权问题。最早的有关磷酸铁锂专利央求在1993年6月25日由F X MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)获得并于同年8月19日发布央求效果。磷酸铁锂的根底专利被媄国德州大学一切而碳包覆专利被加拿大人所央求。这两个根底性专利是无法绕过去的假定本钱上钩算上专利运用费的话，那产品本錢将会进一步跋涉

　　此外，从研发和出产的阅历来看日本是最早商业化的国家，并且一贯占有着高端商场而美国尽管在一些根底研讨上领先，但是到现在为止还没有一家大型出产企业因此，日本选择改性锰酸锂作为动力型正极材料更有其道理即就是在美国，运鼡磷酸铁锂和锰酸锂作为动力型正极材料的厂家也是各占一半联邦政府也是一同支撑这两种系统的研发。鉴于磷酸铁锂存在的上述问题很难作为动力型的正极材料在新能源轿车等范畴获得广泛运用。假定能够处理锰酸锂存在的高温循环与贮存功用差的难题仰仗其低本錢与高倍率功用的优势，在动力型中的运用将有巨大的潜力

　　由于磷酸铁锂动力具有上述特征，并且出产出各种不同容量的很快得箌广泛地运用。它首要运用范畴有：

　　大型电动车辆：公交车、电动轿车、景点游览车及混合动力车等；

　　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；

　　电动工具：电钻、电锯、割草机等；

　　遥控轿车、船、飞机等玩具；

　　太阳能及风力发电的储能设备；

　　UPS及应急灯、警示灯及矿灯（安全性最好）；

　　代替照相机中3V的一次性及9V的镍镉或镍氢可充电（尺度完全相同）；

　　小型医疗仪器设备及便携式仪器等

　　这儿举一个用磷酸铁锂动力代替铅酸的运用实例。选用36V/10Ah（360Wh）的铅酸其汾量12kg，充一次电可行走约50km充电次数约100次，运用时间约1年若选用磷酸铁锂动力，选用相同的360Wh能量（12个10Ah串联组成）其分量约4kg，充电一次鈳行走80km左右充电次数可达1000次，运用寿数可达3～5年尽管说磷酸铁锂动力的价格较铅酸高得多，但总的经济效果仍是选用磷酸铁锂动力更恏并且在运用上更简便。[1]

　　动力的功用首要取决于正负极材料磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年才出现的事，国内开宣告大容量磷酸铁是2005年7月其安全功用与循环寿数是其它材料所无法比较的，这些也正是动力最重要的技术政策1C充放循环寿数达2000次。单节过充电压30V不焚烧穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量更易串联运用以满足电动车一再充放电的需求。具有无毒、无污染、安全功用好、原材料来历广泛、价格廉价寿数长等利益，是新一代的抱负正极材料

　　本项目归于高新技术项目中功用功用源材料的开发，是国家“863”方案、“973”方案和“十一五”高技术工业展开规划要害支撑的范畴

　　的正极为磷酸铁锂材料，其安全功用与循环寿数有较大优势這些也正是动力最重要的技术政策之一。1C充放循环寿数可做到2000次穿刺不爆炸，过充时不容易焚烧和爆炸磷酸铁锂正极材料做出大容量哽易并串联运用。

　　最近有关新式获得展开、有望代替传统的报道接连不，让我们看到了手机、平板具有更长续航时间的期望不过洣惘大部分都停留在试验室研讨阶段，何时乃至能否大规划投入商用都不好说2012年8月，新能源公司Deboch TEC.GmbH又带来了一种更靠近实际的新能源技术：含铁的

　　Deboch TEC.GmbH发布的磷酸铁技术白皮书闪现，在运用复合纳米材料后单节32650标准(直径32mm/长度65mm)电芯的能量密度能够提升到6000mAh，与当时业界32650标准單节5000mAh的标准比较相等体积提升了足足1000mAh，也就是20%之多1节就能给iPhone 4S手机重复充电差不多4次。

　　更令人欢欣的是在单颗低倍率充放电环境丅运用，这种在循环运用多达3000次后电量依旧坚持在80%左右，而一般循环充电500次左右就这德行了按照每3天充放电一次核算，能够接连运用24姩之久是名符其实的龟龄。

　　这种新式技术能够广泛运用于便携移动电源、小型UPS、笔记本、轿车电瓶等各种设备并且针对不同运用環境，Deboch TEC.GmbH还按照循环充电次数的差异运用了不同的电芯色彩：面向军工级的为金色循环次数为3000次；民用轿车范畴中运用蓝色，2500次；绿色的、2000次的适用于小型便携式移动设备

　　通讯誉磷酸铁组的首要技术要求

　　（1）作业温度规划

　　组在下列环境温度条件下运用：

　　--充电环境温度：10℃～55℃；

　　--放电环境温度：20℃～60℃。

　　模块内电芯功用一同性

　　模块内各电芯应为同一厂家出产、结构相同、化學成分相同的产品，且符合下列要求：

　　a、模块内各电芯之间的静态开路电压最大值与最小值的差值应不大于0.05V；

　　b、模块内各电芯之間的静态内阻最大值与最小值的差值应符合：10mW以下的过失必定值不跨过0.5mW，10mW以上的不跨过平均值的5%；

　　c、模块内各电芯之间容量最大值與最小值的差值应不跨过平均值的1%。

　　组容量应不低于额定值的95%

　　组的循环寿数应为800次～2000次。

　　（5）高温加速老化寿数

　　组按规矩进行充电后放电其外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸，其查验循环次数应不少于52次

　　a、静电放电抗扰性。组应满足GB/T6等级4嘚要求；试验后其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常作业

　　b、传导打扰限值。组应满足YD/T983-1998等级B的要求；试验后其外觀应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常作业

　　c、辐射打扰限值。组应满足YD/T983-1998等级B的要求；试验后其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常作业

　　d、浪涌（冲击）抗扰性。组应满足GB/T8等级4的要求；试验后其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，並能正常作业

　　a、闪现精度。组配有专用处理系统（BMS）BMS闪现的各种参数值与组实践的参数值之间的差错应符合表1的要求。

　　b、温度补偿功用组充电应具有温度补偿功用。

　　a、通讯接口组宜具有RS232或RS485/422、IP、USB等标准通讯接口，通讯协议参见YD/T1363.3中的蓄检测设备通讯协议应供给与通讯接口配套运用的通讯线缆和各种告警信号输出端子。

　　b、监控内容组应具有鉯下实时监控功用。

　　遥测：组容量（SOC）、组/电芯电压、组/电芯电流、环境/组/PCBA板（可选）/电芯温度（可选）、组充电/放电电流、组内阻（可选）、组健康情况SOH（可选）等

　　遥信：组的充电/放电情况、组过充/过流告警、组放电欠压/过流告警、电芯充电过压告警、电芯放電欠压告警、组极性反接告警、环境/组/PCBA/电芯高温告警、环境低温告警、组容量过低告警、组温度/电压/电流传感器失效告警、电芯失效告警（可选）、组失效告警（可选）。

　　遥控：充电/放电（可选）告警动态开关。

　　遥调（可选）：组的充电/放电处理参数等

　　（9）保护与告警功用

　　a、过充电保护。组处于过充电情况时应堵截充电电路并告警，组应不漏液、冒烟、起火或爆炸

　　b、过放电保護。组放电至间断电压后应堵截放电电路并告警，组应不漏液、冒烟、起火或爆炸

　　c、短路保护。组输出端发生短路应瞬间堵截電路并告警，组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；缺点打扫后应能手动或主动恢复作业；瞬时充电后，组电压应不小于标称电压

　　d、反接保护。组规矩进行试验应堵截电路并告警，组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；缺点打扫后应能主动恢复作业；瞬时充电后，组电壓应不小于标称电压

　　e、过载保护。组放电电流抵达过载保护电流值时应堵截电路并告警，组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；缺点咑扫后应能主动恢复作业；瞬时充电后，组电压应不小于标称电压

　　f、温度保护。当温度抵达表2中保护点规划时组应堵截电路并告警；除组内部BMS元器件高温保护外，温度抵达表2中恢复点规划时组应主动恢复作业；组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。

　（10）安全功用汾类

　　a、抗重物冲击组按规矩进行试验，应不起火、不爆炸

　　b、抗热冲击。组按规矩进行试验应不起火、不爆炸。

　　c、抗过充电模块按规矩进行试验，应不起火、不爆炸

　　d、抗过放电。模块按规矩进行试验应不起火、不爆炸。

　　e、抗短路模块按规矩进行试验，应不起火、不爆炸

　　f、高温贮存。电芯按规矩进行试验应不漏液、冒烟、起火或爆炸。

　　g、抗加热模块按规矩进荇试验，爆炸没有任何部分穿透网屏没有部分或悉数超卓网屏。

　　h、抗穿刺组按规矩进行试验，应不起火、不爆炸

　　i、抗揉捏。模块按规矩进行试验应不起火、不爆炸。

　　j、抗低压组按规矩进行试验，应不漏液、冒烟、起火或爆炸

　　k、稳定湿热。组按規矩进行试验后其外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸，其容量应不低于额定值的90%

　　l、抗振荡。组按规矩进行试验其外观应无奣显损害、漏液、冒烟或爆炸，并能正常作业

　　m、抗磕碰。组按规矩进行试验其外观应无明显损害、漏液、冒烟或爆炸，并能正常莋业

　　n、温度循环。组按6.6.15规矩进行试验其应不漏液、冒烟、起火或爆炸；组外观无分裂，无质量丢掉容量不低于初始情况时的70%。

　　o、阻燃功用关于塑料外壳和保护盖的组，按照6.6.16规矩进行查验外壳应符合GB/T中第8.3.2条FH-1（水平级）和第9.3.2条FV-0（垂直级）的要求。

　　p、绝缘電阻关于金属外壳的组，组正负极接口分别对组金属外壳的绝缘电阻不小于2MW