五分鐘看懂比亞迪鐵電池技術(shù)

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，化石能源在不斷減少的同時(shí)汽車尾氣給環(huán)境帶來(lái)的污染也越來(lái)越嚴(yán)重。全球各大汽車企業(yè)不斷推出自己的新能源動(dòng)力車，比如天然氣，氫能源，燃料電池等。在目前的燃料電池技術(shù)中，有一種新的電池技術(shù)——鐵電池技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)外研究的鐵電池有高鐵電池和鋰鐵電池兩種。高鐵電池是一種以合成穩(wěn)定的高鐵酸鹽（K2FeO4、BaFeO4等）作為高鐵電池的正極材料制作的新型化學(xué)電池；而鋰鐵電池主要是磷酸鐵鋰電池，比其他一次電池（俗稱干電池，是放電后不能再充電使其復(fù)原的電池）電壓高0.2-0.4V，而且放電平穩(wěn)、無(wú)污染、安全、性能優(yōu)良。

【ET-Power鐵電池】

● 什么是磷酸鐵鋰電池？

磷酸鐵鋰電池的全名應(yīng)是磷酸鐵鋰鋰離子電池，簡(jiǎn)稱為磷酸鐵鋰電池，是用磷酸鐵鋰（LiFePO4）材料作電池正極的鋰離子電池，是2002年后推出的產(chǎn)品，是鋰離子電池家族的新成員。

【磷酸鐵鋰電池】

● 磷酸鐵鋰電池有什么特點(diǎn)？

磷酸鐵鋰電池是一種可充電電池，在容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中安全性能、工作溫度范圍寬、對(duì)環(huán)境無(wú)污染這些性能要求上都不錯(cuò)，特別在大放電率放電（5～10C放電）、放電電壓平穩(wěn)上、安全上（不燃燒、不爆炸）、壽命上（循環(huán)次數(shù)）、對(duì)環(huán)境無(wú)污染上是最好的，是目前最好的大電流輸出動(dòng)力電池。比亞迪在第九屆高交會(huì)前夕宣布“全球第一款可以用于汽車充電的鐵電池已經(jīng)在深圳誕生”，但據(jù)同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副院長(zhǎng)李理光透露“比亞迪的‘鐵電池’就是磷酸鐵鋰電池”。

磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負(fù)極隔開(kāi)，但鋰離子Li+可以通過(guò)而電子e-不能通過(guò)，右邊是由碳（石墨）組成的電池負(fù)極，由銅箔與電池的負(fù)極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì)，電池由金屬外殼密閉封裝。

【磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)】

磷酸鐵鋰電池在充電時(shí)，正極中的鋰離子Li+通過(guò)聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過(guò)程中，負(fù)極中的鋰離子Li+通過(guò)隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來(lái)回遷移而命名的。

【磷酸鐵鋰電池充放電過(guò)程】

通過(guò)比較可知，磷酸鋰鐵電池能高效率輸出。標(biāo)準(zhǔn)放電為2C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C，瞬間脈沖放電（10S）可達(dá)20C；電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；有較好的循環(huán)壽命，經(jīng)500次循環(huán)，其放電容量仍大于95%；可快速充電，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

【磷酸鐵鋰電池有良好的使用性能】

● 磷酸鐵鋰電池有什么優(yōu)勢(shì)？

磷酸鐵鋰電池是用來(lái)做鋰離子二次電池（又稱為充電電池，是指在電池放電后可通過(guò)充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池）的，現(xiàn)在主要方向是動(dòng)力電池，相對(duì)NI-H，Ni-Cd 電池有很大優(yōu)勢(shì)。

安全 磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。當(dāng)然它和其它磷酸鹽的安全性能也基本一樣，用磷酸鐵鋰做電池，絕對(duì)不用擔(dān)心爆炸問(wèn)題的存在。

【深圳5·26交通事故中燒毀的比亞迪e6純電動(dòng)車】

穩(wěn)定性高 包括高溫充電的容量穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存性能好等。這點(diǎn)是最大的優(yōu)點(diǎn)，在所有知道的材料中，也是最好的。

綠色環(huán)保 對(duì)于干電池的污染相信各位在小學(xué)《自然》課本中就早已知道。鉛酸電池中存在著大量的鉛，在其廢棄后若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境夠成二次污染。但是磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬與稀有金屬（鎳氫電池需稀有金屬），無(wú)毒（SGS認(rèn)證通過(guò)），無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證。

價(jià)格便宜 目前市場(chǎng)上的鋰離子電池正極材料主要是氧化鈷鋰（LiCoO2），另外還有少數(shù)采用氧化錳鋰（LiMn2O4）及氧化鎳鋰（LiNiO2）作正極材料的鋰離子電池，一般將后兩種正極材料的鋰離子電池稱為“鋰錳電池”及“鋰鎳電池”。采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。

部分組成電池正極材料的金屬價(jià)格行情

金屬名稱材質(zhì)價(jià)格單位

鈷1#209，000-215，000元/噸

鎳電解鎳1#127，500元/噸

錳電解錳14，000元/噸

鐵煉鋼鐵2，750-2，800元/噸

由此比較可見(jiàn)采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。

● 磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn)

例如低溫性能差，正極材料振實(shí)密度（指在規(guī)定條件下容器中的粉末經(jīng)振實(shí)后所測(cè)得的單位容積的質(zhì)量）小，等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池，因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì)。而用于動(dòng)力電池時(shí)，磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣，需要面對(duì)電池一致性問(wèn)題。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過(guò)2000次，但電池組的壽命會(huì)大打折扣，有可能是500次。因?yàn)殡姵亟M是由大量單體電池串并而成，電池組整體壽命取決于壽命最短的那顆電池。

所以，只有在電池性能高度一致時(shí)，壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。

總結(jié)：比亞迪作為全球最先實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)化的車企之一，最先將磷酸鐵鋰電動(dòng)車投放市場(chǎng)，300臺(tái)e6出租車和200臺(tái)K9大巴兩年多的成功運(yùn)營(yíng)，使電池的性能優(yōu)勢(shì)得到了充分的證明。在新能源動(dòng)力車的道路上希望比亞迪走的越來(lái)越好。