10AH錳酸鋰電池0.2C充電曲線

分析：

1、充電第一階段（0—30min），充電電流較大，充電快，電池內(nèi)阻較小。充電平均速率v=0.025V/min

2、充電第二階段（30—250min），電池進(jìn)入充電穩(wěn)定狀態(tài)，內(nèi)阻增大。充電平均速率v=6.82*10-4V/min

3、充電第三階段(250—370min)，充電幅度比第二階段略快，內(nèi)阻增大。v=0.0025V/min

4、充電過(guò)程中，電池容量減小。

5、電池電容C=△Q/△U=10*3600/1.2=30000F10AH磷酸鐵鋰電池0.2C充電曲線

分析：

1、充電第一階段(0—30min),電池內(nèi)阻有增大的趨勢(shì)，充電平均速率v=0.01166V/min

2、充電第二階段(30—260min),總體處于充電平穩(wěn)狀態(tài)，內(nèi)阻增大，v=4.3478*10-4V/min

3、充電第三階段(260—310min)，充電電壓上升幅度較大，內(nèi)阻增大，v=0.01V/min

4、充電過(guò)程中，電池容量減小。

5、電池電容C=△Q/△U=10*3600/1=36000F兩種電池的比較分析：

1、10AH磷酸鐵鋰電池比10AH錳酸鋰電池容量小。

2、充電的第一、二階段，錳酸鋰電池比磷酸鐵鋰電池要快，第三階段相反。

兩種電池的內(nèi)阻在充電過(guò)程中都趨于增大，電池容量減小。

磷酸鐵鋰電池：與石墨組成的全電池放電電壓3.2V左右。高溫性能優(yōu)異，是目前高溫性能最好的正極材料了。現(xiàn)在中國(guó)鋰電企業(yè)絕大部分都是做磷酸鐵鋰電池，制備工藝苛刻，倍率性能還可以，振實(shí)密度偏低。發(fā)明專(zhuān)利在美國(guó)，所以將來(lái)可能會(huì)因?yàn)閷?zhuān)利問(wèn)題。。。

錳酸鋰電池：錳元素儲(chǔ)量豐富，錳酸鋰價(jià)格便宜，倍率性能不錯(cuò)，高溫容易出現(xiàn)錳在電解液中的溶解，通過(guò)包覆處理可改善。容量偏低，放電電壓高，比常用的鈷酸鋰3.7V還要高一些。制備工藝成熟，不純?cè)趯?zhuān)利問(wèn)題。日韓主要做錳酸鋰。中國(guó)典型代表盟固利做的是錳酸鋰電池。

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。

1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的主要原因。

2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任DonHillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時(shí)候，他用terrible來(lái)形容，他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明表明磷酸鐵鋰電池在低溫下（0℃以下）無(wú)法使電動(dòng)汽車(chē)行駛。盡管也有廠家宣稱(chēng)磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò)，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。在這種狀況下，設(shè)備根本就無(wú)法啟動(dòng)工作。

3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li，F(xiàn)e與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低，即使去掉前期的研發(fā)成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會(huì)使得最終單位儲(chǔ)能電量的成本較高。

4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中，很難保證反應(yīng)的一致性。

5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。最早的有關(guān)磷酸鐵鋰專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?993年6月25日由FXMITTERMAIER&SOEHNEOHG(DE)獲得，并于同年8月19日公布申請(qǐng)結(jié)果。磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利被美國(guó)德州大學(xué)所有，而碳包覆專(zhuān)利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專(zhuān)利是無(wú)法繞過(guò)去的，如果成本中計(jì)算上專(zhuān)利使用費(fèi)的話，那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高。

磷酸鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池，這名字太長(zhǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)為磷酸鐵鋰電池。由于它的性能特別適于作動(dòng)力方面的應(yīng)用，則在名稱(chēng)中加入“動(dòng)力”兩字，即磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。也有人把它稱(chēng)為“鋰鐵（LiFe）動(dòng)力電池”。

通過(guò)上述介紹，LiFePO4電池可歸納下述特點(diǎn)。

高效率輸出：標(biāo)準(zhǔn)放電為2～5C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C，瞬間脈沖放電（10S）可達(dá)20C；

高溫時(shí)性能良好：外部溫度65℃時(shí)內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃，電池放電結(jié)束時(shí)溫度可達(dá)160℃，電池的結(jié)構(gòu)安全、完好；

即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好；

極好的循環(huán)壽命，經(jīng)500次循環(huán)，其放電容量仍大于95%；

過(guò)放電到零伏也無(wú)損壞；